Строительство цеха по производству молочной продукции

2.6. Расчет колонны сплошного квадратного сечения

 

2.6.1. Данные для проектирования

Шифр крайней колонны – К8

Геометрические размеры  сечений колонны:

-    высота поперечного  сечения колонны – h = 0,4 м;

-    ширина сечения колонны  – b = 0,4 м;

-    высота колонны Н = 8,1 м.

Класс бетона колонны – В25

Арматура класса АIII.

 

2.6.2. Расчет внецентренно сжатой колонны с симметричным

 армированием

 

Рабочую арматуру подбираем  по сочетанию с наибольшим изгибающим моментом.

Расчетные усилия в крайней  колонне:

М = 55 кН×м;    N = 414,5 кН; Q = 14,9 кН.

 

Сечение колонны b x h = 400 х 400 мм.

Длина колонны без  учета глубины анкеровки в  фундамент:

Н_р = 7,2 + 0,15 = 7,35 м;

Расчетная длина колонны:   l₀= μ × Н_р = 1,5 × 7,35  = 11,025 м;

Минимальная рабочая  высота поперечного сечения колонны:

h₀ = h – a = 400 – 50 = 350 мм.

Радиус инерции прямоугольного сечения: мм

Так как  , необходим учесть влияние прогиба колонны на увеличение эксцентриситета.

Расчетный эксцентриситет: ;      м

;    кН×м

;    кН

Моменты относительно оси, проходящей через центр растянутой или менее сжатой арматуры:

;       кН×м

;       кН×м

Коэффициент, учитывающий  влияние длительного действия нагрузки на прогиб колонны:

;    для тяжелого бетона

Коэффициент, учитывающий действие изгибающего момента в сечении  колонны:

;    ;

;    

 принимаем  ;

Предельная сила, воспринимаемая колонной в момент потери устойчивости:

,

 где  ;   ; ;   м⁴

;   м⁴

кН

N = 414,5 кН < N_cr = 2009,3 кН.

Коэффициент, учитывающий  влияние прогиба колонны:

;   

Определим площадь арматуры внецентренно сжатой колонны:

- расстояние от точки приложения продольной силы до равнодействующей усилий в растянутой арматуре:    м

;   ;  Þ

  -граничная относительная высота сжатой зоны:

;   , где МПа  для арматуры класса А- III.

;    м

-определим положение  сжатой зоны:

;   

;   

 Þ

 м²

μ = A_s × 2 / (b ×h_o) = 0,00011 × 2 / (0,4 × 0,35) = 0,0016 м²

i = 0,289 × h = 0,289 × 0,4 = 0,116;  l₀ / i = 11,025/0,116 = 95; принимаем μ = 0,004;

 мм²

A_s = 560/2 = 280 мм²;  μ = 0,0038 > μ_min = 0,004

Принимаем арматуру 2 Æ 16 A–III c A_S = A_S^’= 4,02 × 10 ^–4 м²

 μ = A_s × 2 / (b ×h_o) = 0,000402 × 2 / (0,4 × 0,35) = 0,0057 м²

В проверке прочности сечения нет необходимости, так как арматура подбиралась по сочетанию усилий с наибольшими значениями M и N.

Рис. 2.6.1.  Армирование колонны.

 

2.6.3. Конструирование колонны сплошного сечения

 

По всей длине колонна армируется каркасом КР1.

Диаметр поперечной арматуры определяется из условия свариваемости и принимаем  равным:

  Þ принимаем d_w = 5 мм;

Шаг поперечных стержней назначается из условия:

S₁ £ 20 × d_s = 20 × 16 = 320 мм, принимаем S = 300 мм

Длина плоского каркаса  КР1 равна:

l=L_к – 30 = 8100 – 30 = 8070 мм

Расстояние от верха  каркаса до поперечных стержней принимается  не более:

b £ 230+S₁;  b £ 230 + 300 = 530 мм, принимаем b = 480 мм.

 Оголовок колонны армируется 4-я  сетками С1.

 

Рис. 2.6.2.  Сетка С1.