расчет колонны. 3. Расчет сплошной колонны ряда В

• Название: 3. Расчет сплошной колонны ряда В
• Дата: 05.11.2021
• Размер: 456 Kb.
• Имя файла: расчет колонны.doc
• Тип: Документы; #263844

3. Расчет сплошной колонны ряда В
3.1 Данные для проектирования

Бетон В20:







- бетон, подвергнутый тепловой обработке
Арматура A-III:






3.2 Расчет надкрановой части колонны

Геометрические размеры колонны: ,

Толщина защитного слоя:

Рабочая высота сечения:
В сечение II-II, на уровне верха консоли действуют три комбинации усилий:
Таблица 3. Комбинации усилий для надкрановой части колонны

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
M, кНм	101	-91,5	90,6
N, кН	491	201,2	543,2

Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых нагрузок:

,

Усилия от постоянных нагрузок:

,
Подбор арматуры для :

• 
  Расчет в плоскости изгиба
  

Расчетная длина надкрановой части:

- при учете крановых нагрузок:

-без учета крановых нагрузок:

Так как минимальная гибкость в плоскости изгиба: , необходимо учитывать влияние прогиба колонны на несущую способность.
Коэффициент условия работы бетона.

Моменты внешних сил относительно центра тяжести растянутой арматуры:

- при учете крановых нагрузок: - без учета крановых нагрузок:

Так как , принимаем коэффициент условий работы бетона: .

Тогда:


Случайные эксцентриситеты:




Проектный эксцентриситет:

-следовательно, случайный эксцентриситет не учитываем.
Условная критическая сила и коэффициент увеличения начального эксцентриситета .

1. 2. Так как моменты и имеют разные знаки, а эксцентриситет принимаем коэффициент

3. Задаем коэффициент армирования:

4.



Так как - размеры сечения достаточны.

1. 
   Коэффициент увеличения начального армирования:
   

Расчетный эксцентриситет продольной силы:



Расчет требуемой площади арматуры:

1.

где:



2.

3.

4.

При требуемая площадь сечения составляет:



По конструктивным требованиям площадь арматуры составляет:



Принимаем армирование надкрановой части: 2Ø16AIII ( > )

Коэффициент армирования сечения:

• 
  Расчет из плоскости изгиба:
  

За высоту сечения принимаемого размер из плоскости поперечной рамы, т.е. .

Расчетная длинна: Так как гибкость из плоскости меньше гибкости в плоскости , расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.

3.2 Расчет подкрановой части колонны

Геометрические размеры колонны: ,

Толщина защитного слоя:

Рабочая высота сечения:




В сечение III-III и IV-IV:
Таблица 4. Комбинации усилий для подкрановой части колонны

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
M, кНм	213,2	-22,1	309,7
N, кН	735,1	515,5	786,9
Q, кН	46,4	2,91	46,4

Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых нагрузок:

,

Усилия от постоянных нагрузок:

,
Подбор арматуры для :

• 
  Расчет в плоскости изгиба
  

Расчетная длина надкрановой части:

- при учете крановых нагрузок:

-без учета крановых нагрузок:

Так как минимальная гибкость в плоскости изгиба: , необходимо учитывать влияние прогиба колонны на несущую способность.
Коэффициент условия работы бетона.

Моменты внешних сил относительно центра тяжести растянутой арматуры:

- при учете крановых нагрузок: - без учета крановых нагрузок:

Так как , принимаем коэффициент условий работы бетона: .
Случайные эксцентриситеты:




Проектный эксцентриситет: -следовательно, случайный эксцентриситет не учитываем.

Условная критическая сила и коэффициент увеличения начального эксцентриситета .

1.



Принимаем:

2. Так как моменты и имеют разные знаки, а эксцентриситет принимаем коэффициент

3. Задаем коэффициент армирования:

4. Условная критическая сила



Так как - размеры сечения достаточны.

2. 
   Коэффициент увеличения начального армирования:
   

Расчетный эксцентриситет продольной силы:


Расчет требуемой площади арматуры:

1.

где:



2.

3.

4.

При требуемая площадь сечения составляет:



По конструктивным требованиям площадь арматуры составляет:



Принимаем армирование подкрановой части: 3Ø18AIII ( )

Коэффициент армирования сечения:

• 
  Расчет из плоскости изгиба:
  

За высоту сечения принимаемого размер из плоскости поперечной рамы, т.е. .

Расчетная длинна: Так как гибкость из плоскости меньше гибкости в плоскости , расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.
3.3 Расчет крановой консоли

На крановую консоль колонны действует сосредоточенная сила:

Размеры консоли: , , ,

Ширина подкрановой балки: ,

Коэффициент условий работы бетона:

Тогда:



Так как: - прочность бетонного сечения консоли достаточна и поперечное армирование выполняется по конструктивным требованиям.

При поперечно армирование принимаем в виде горизонтальных хомутов из стержней Ø6 A-III с шагом 150мм по высоте консоли.
Проверка бетона на смятие

Условие прочности бетона на смятие:



-площадь смятия:

-расчетная площадь смятия:

-

-расчетное сопротивление бетона:

где: для бетона нижеВ25



Проверка условия:


Требуемая площадь сечения продольной арматуры:

Принимаем арматуру: 2Ø16 (A_s=402 мм²) A-III

Для надежной анкеровки, арматура заводится за грань колоны на величину:




Рисунок 11 .Схема армирования консоли
3.4 Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадии подъема, транспортирования, монтажа.

1. 
   Предельный момент, воспринимаемый сечением с симметричным армированием при изгибе
   

- Надкрановой части: ,

где h₀=500-30=470, A_s=402мм² (2Ø16A-III)

- Подкрановой части:

A_s=763мм² (3Ø18A-III)

2. Погонная нагрузка от собственного веса колонны с учетом коэффициента динамичности, равного при подъеме k_d=1.4

- Надкрановой части:

- Подкрановой части:

3. Момент образования нормальных трещин

- Надкрановой части: , где R_bt.ser=1.2МПа- для бетона с отпускной прочностью, равной 80%, т.е для класса В16;

W_red=I_red/y_red= 47,2*10⁸/250=18,9*10⁶мм³ I_red=bh³/12+2αA_s =420*500³/12+2*8,75*402*220²=47,2*10⁸мм⁴

α=E_s/E_b=2,1*10⁵/24*10³=8,75, y_red=h/2=500/2=250мм, y_s= y_red-a=250-30=220мм А_s=402мм² (3Ø18A-III), γ=1,75.

- Подкрановой части: , где R_bt.ser=1.2МПа- для бетона с отпускной прочностью, равной 80%, т.е для класса В16;

W_red=I_red/y_red= 79,95*10⁸/250=31,9*10⁶мм³ I_red=bh³/12+2αA_s =700*500³/12+2*8,75*763*220²=79,95*10⁸мм⁴

α=E_s/E_b=2,1*10⁵/24*10³=8,75, y_red=h/2=500/2=250мм, y_s= y_red-a=250-30=220мм, A_s=763мм² (3Ø18A-III) γ=1,75.

3. 
   Расстояние от торцов колонны до строповочных отверстий.
   

- Надкрановой части = =3,28м

- Подкрановой части = =3,31м

Принимаем в надкрановой и подкрановой части l₁=3,2;l₂=3,3м, тогда максимальный момент в пролете составит:

M

При транспортировки коэффициент динамичности к_d=1.6, тогда

.g₁=(1.6/1.4)*12.25=14кНм Расстояние до прокладок из условия отсутствия трещин составят:

=3,07м и =3,1м, а моменты в пролете

M≈-25,9<М_сrс=67,2кН, т.е. при транспортировке колонны трещины не образуются.

Изгибающий момент в месте строповки

М_A=7,35*4²/2=58.8кНм<М_u=64.56кНм, а в середине пролета М=14*6,2²/8-58.8/2=37.87кН<М_u=122.5кНм.

Кратковременная ширина раскрытия трещин в месте строповки

мм, что допустимо;

здесь




Рисунок 12. Расчетные схемы колонны:

1) при подъеме и перевозке; 2) на стадии монтажа