Расчет и конструирование средней колонны

4. Расчет и конструирование средней колонны

Данные для расчета.

Бетон класса B22,5 с характеристиками R_b=13.5 МПа, продольная рабочая арматура класса А-III R_s=R_sc=365 МПа, E_s=20x10⁴ МПа, E_в=260x10³ МПа.

Для расчета колонны используем следующее наиболее неблагоприятное сечение (расчетные сочетания усилий):

Надкрановая часть: N= 110.5 (т); М=4.6 (т·м); Q= 2,4 (т);

Подкрановая часть: N= 185.0 (т); М=15.2 (т·м); Q= 2,9 (т);

Расчет надкрановой части колонны.

Сечение колонны bxh=40x60см. Защитный слой а=4см.

Полезная высота сечения h₀=60-4=56см.

Расчетная длина надкрановой части колонны l₀=2H₂=2x3.9=7,8 м,

При учете крановой нагрузки (т. 32 СНиП II-21-75)

Гибкость надкрановой части колонны:

, где .

Значит, появляется необходимость учета влияния прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы: .

Случайные эксцентриситет:  Наибольшее значение случайного эксцентриситета . Расчетный эксцентриситет

Находим условную критическую силу

, где ;

; ;

так как следовательно принимаем значение

К_дл=1 – коэффициент учитывающий длительное влияние действия нагрузки на пргиб элемента в предельном состоянии. Придельный момент инерции сечения арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения:

, где

 

;

Коэффициент

: ;

Расстояние

;

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

, где

;

;

Площадь арматуры в сжатой зоне

Сечение арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

Принимаем 3 Ø16 А-III, А_s=6.03см²

При принятом сечении значение:

По таблице 2.11 (Мандриков)

Определим сечение растянутой арматуры

Сечение арматуры назначаем по конструктивным соображениям:  Принимаем 3 Ø16 А-III, А_s=6.03см²

Принятый коэффициент армирования предварительно

μ=0,005,

не значительно отличается от первоначально принятого μ=0,005, по этому корректировку расчета можно не производить. На широких гранях предусматриваем по 1 Ø16 А-III с тем, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышало 400мм.

Расчет подкрановой части колонны.

Размеры сечение подкрановой части колонны bxh=40x60см.

Защитный слой а=4см. Полезная высота сечения h₀=60-4=56см.

Расчетная длина подкрановой части колонны l₀=1,5H₂=1,5x5,55=8,325(м). При учете крановой нагрузки (т. 32 СНиП II-21-75). Гибкость подкрановой части колонны:

, где .

Значит, появляется необходимость учета влияния прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы: .

Случайные эксцентриситет:  Наибольшее значение случайного эксцентриситета . Расчетный эксцентриситет

Находим условную критическую силу

, где ;

;

;

так как следовательно принимаем значение

К_дл=1 – коэффициент учитывающий длительное влияние действия нагрузки на пргиб элемента в предельном состоянии. Придельный момент инерции сечения арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения:

, где

;

Коэффициент

: ;

Расстояние

;

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

, где

;

;

Площадь арматуры в сжатой зоне

Сечение арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

Принимаем 3 Ø16 А-III, А_s=6.03см²

При принятом сечении значение:

По таблице 2.11 (Мандриков)

Определим сечение растянутой арматуры

Сечение арматуры назначаем по конструктивным соображениям:  Принимаем 3 Ø16 А-III, А_s=6.03см²

Принятый коэффициент армирования предварительно μ=0,005,

не значительно отличается от первоначально принятого μ=0,005, по этому корректировку расчета можно не производить. На широких гранях предусматриваем по 1 Ø16 А-III с тем, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышало 400мм.

Расчет крановой консоли

d=750мм; b=600мм; h₃=900мм; h₄=600мм; а=40мм; h₀=1460мм; h=1500мм; l=900мм

На крановую консоль ряда действует сосредоточенная сила от

веса подкрановой балки и вертикального давления кранов.

;

1) Используемый бетон класса В22,5 R_b=13.5 (МПа), R_bt=0,975 (МПа),

так как  , значит консоль короткая.

,

т.е. прочность бетонного сечения консоли достаточно и поперечное армирование ее выполняется по конструктивным требованиям (согласно Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры).

Поперечное армирование принимаем в виде горизонтальных хомутов из стержней Ø6 А-III с шагом 150 (мм) по высоте колонны.

2) Конструкция короткой консоли должна отвечать условию, обеспечивающему прочность бетона на наклонной сжатой полосе между грузом и опорой.

, где - расчетный размер бетонной полосы

; ;

 - коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры.

,

где  - сечение двух горизонтальных хомутов.

;

Условие выполняется, прочность бетона на наклонной сжатой полосе обеспечена.

3) Расчет продольной арматуры:

Изгибающий момент:

По таблице 2.11 (Мандриков)

;

Требуемая площадь сечения продольной арматуры консоли:

Принимаем 2 Ø18 A-III A_s=5.09(cм²).

4) Определение сечения отогнутых стержней:

Принимаем 4 Ø20 A-III A_s=12,56(cм²).