Строительство промышленного здания 2 (стр. 4 из 7)
Учитывая, что колонны находятся в условиях внецентренного сжатия, в комбинацию усилий Nmax включены и те нагрузки, которые увеличивают эксцентриситет продольной силы. Так, для сечения III-III, кроме загружении 1, 3, 5 включены 9 и 13, при которых продольные силы отсутствуют, но возникают изгибающие моменты того же знака.
Расчетные усилия в колонне по оси А и их сочетания (изгибающие моменты – в кНм, силы – в кН)
Табл. №2
| Вид нагрузки | № загружения | Коэффициент | Усилия в сечениях колонны | |||||||||
| II-II | III-III | IV-IV | ||||||||||
| МII | NII | MIII | NIII | MIV | NIV | QIV | ||||||
| Постоянная | 1 | 1 | 75,15 | 687,5 | -203,5 | 998,5 | -269,8 | 1081,5 | -5,2 | |||
| Снеговая | 2 | 1 | 7,42 | 47,9 | -7,2 | 47,9 | -6,56 | 47,9 | 0,05 | |||
| 3 | 0,9 | 6,68 | 43,11 | -6,48 | 43,11 | -5,9 | 43,11 | 0,04 | ||||
| Крановая Dmax слева | 4 | 1 | -66,44 | 0 | 270,6 | 842,5 | 144,5 | 842,5 | -15,1 | |||
| 5 | 0,9 | -59,8 | 0 | 243,5 | 758,3 | 130 | 758,3 | -13,6 | ||||
| Крановая Dmax справа | 6 | 1 | -16,4 | 0 | 82,86 | 248,2 | 51,6 | 248,2 | -3,74 | |||
| 7 | 0,9 | -14,8 | 0 | 74,58 | 223,4 | 46,45 | 223,4 | -3,37 | ||||
| Горизонтальная крановая Т | 8 | 1 | ±34,1 | 0 | ±34,1 | 0 | ±81,15 | 0 | ±13,8 | |||
| 9 | 0,9 | ±30,7 | 0 | ±30,7 | 0 | ±73 | 0 | ±12,42 | ||||
| Ветровая слева | 12 | 1 | 24,6 | 0 | 24,6 | 0 | 177,7 | 0 | 26,7 | |||
| 13 | 0,9 | 22,14 | 0 | 22,14 | 0 | 160 | 0 | 24 | ||||
| Ветровая справа | 14 | 1 | -34,85 | 0 | -34,85 | 0 | -180,8 | 0 | -20 | |||
| 15 | 0,9 | -31,37 | 0 | -31,37 | 0 | -162,7 | 0 | -18 | ||||
| Основные сочетания с учетом крановых и ветровой нагрузки | Мmax | 1+2+8+10 | 1+4+8+10 | 1+4+8+10 | ||||||||
| 141,27 | 735,4 | 125,75 | 1841 | 133,5 | 1924 | -7,35 | ||||||
| Мmin | 1+4+12 | 1+2+8+12 | 1+2+8+12 | |||||||||
| -26,14 | 687,5 | 279,7 | 1046,4 | -538,4 | 1129,4 | -54,05 | ||||||
| Nmax | 1+2+6+8+10 | 1+3+5+9+13 | 1+3+5+9+13 | |||||||||
| 124,87 | 735,4 | 196,84 | 1294,6 | 486,8 | 1377,6 | -42,69 | ||||||
| То же, без учета крановых и ветровой нагрузки | 1+2 | 1+2 | 1+2 | |||||||||
| 82,57 | 735,4 | -210,7 | 1046,4 | -276,4 | 1129,4 | -5,15 | ||||||
2. Расчет и конструирование колонны
Материалы для проектирования. Бетон тяжелый класса В15, подвергнутый тепловой обработке при атмосфере давлении Rв=8,5 МПа, Rвt=0,75 МПа, Rв,ser=11 МПа, Rвt,ser=1,15
Ев=21000 МПа.
Продольная арматура класса А-III Rs=Rsc=365 МПа, Еs=20x104 мПа, поперечная арматура класса А-I, Rsw=175 МПа.
2.1 Надкрановая часть колонны
Сечение II-II на уровне верха консоли колонны . Размеры прямоугольного сечения надкрановой части: в=50 см; hв=60 см; а=а/=4 см, рабочая высота сечения
В сечении действуют три комбинации расчетных усилий (табл. 3).
Таблица 3
| Усилия | Первая | Вторая | Третья |
| М, кН м N, кН | 141,27 735,4 | -26,14 687,5 | 82,57 735,4 |
Расчет на первую комбинацию усилий:
Усилия от продолжительного действия нагрузки Мl=75,15 кН м; Nl=687,5 кН.
При расчете сечения в первую и вторую комбинации усилий расчетное сопротивление Rв следует вводить с коэффициентом γb2=1,1 так как в комбинации включена постоянная, снеговая, крановая и ветровая нагрузки; на третью с коэффициентом γb2=0,9 (постоянная и снеговая). Расчет должен выполнятся на все три комбинации, и расчетное сечение арматуры должно приниматься наибольшее. Так как изгибающие моменты по абсолютному значению в этих комбинациях не очень отличаются друг от друга, подкрановую часть армируют симметрично (Аs=AsI). Ниже дан расчет сечения по первой комбинации.
Вычисляют e0=M/N= 14127/73540= 20 см
Расчет длина надкрановой части клоны в плоскости изгиба при учете крановых нагрузок
, так как минимальная гибкость 
где:
то необходим учет влияния прогиба элемента на его прочность.
Условная критическая сила:
где J=вht3/12=50x603/12=900000 см4
φl=1+β(M1l/M)=1+1( 273,63/398,64)=1,37; β=1 ( тяжелый бетон);
М1l= Мl+ Nl (ho-a)/2=75,15+687,5 (0,56 -0,04)/2=253,9 кН
М1=141,27+735,4 (0,56-0,04)/2=332,5 кН
δ=e0/h=0,2/0,6=0,33;
; принимают 
При μ=0.004 ( первое приближение);
Js=
Коэффициент:
расстояние е=еоη+0,5h-a=20*1,2+0,5+60-4=50 см
При условии, что Аs=As1 высота сжатой зоны:
Относительная высота сжатой зоны:
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
где:
при 
Имеем случай ξ=0,281<ξR=0.61
Количество продольной арматуры принимаем в соответствии с конструктивными требованиями:
Принимаем: 3Ø16 А-III (
)Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости изгиба:
Так как гибкость из плоскости изгиба l0/h=6.12/0.6=10.2 менее, чем в плоскости l0/h=13.62 или
где
- расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.Расчет на вторую комбинацию усилий:
Усилия от продолжительного действия нагрузки Мl=75,15 кН м; Nl=687,5 кН.
Вычисляют e0=M/N=-2614/68750= -4 см
Расчет длина надкрановой части клоны в плоскости изгиба при учете крановых нагрузок
, так как минимальная гибкостьгде:
то необходим учет влияния прогиба элемента на его прочность.
Условная критическая сила:
где J=вht3/12=50x603/12=900000 см4
φl=1+β(M1l/M)=1+1(253,9/152,61)=2,66; β=1 ( тяжелый бетон);
М1l= Мl+ Nl (ho-a)/2=75,15+687,5 (0,56 -0,04)/2=253,9 кН
М1=-26,14+687,5 (0,56-0,04)/2=152,61 кН
δ=e0/h=-0,4/0,6=-0,6;
; принимают 
при μ=0.004 ( первое приближение);
Js=
