3.2.2 Статический расчёт колонны

Статический расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса Raduga.

Рис. 3.3 - Расчётная схема каркаса здания

Рис. 3.4 - Эпюры продольных усилий N и изгибающих моментов М в колоннах

Были получены следующие результаты (для колонны подвала):максимальное продольное усилие N_sd = 1830,66 кН, и соответствующий изгибающий момент M_sd = 65,14 кНм.

3.2.2 Характеристики прочности бетона и арматуры

Определим по /12/ и приложению характеристики прочности бетона с учетом заданной влажности окружающей среды для класса эксплуатации ХС3.

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса С25/30:

_с = 1,5; f_cd= f_ck /_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_ctd = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 30000 МПа.

Арматура периодического профиля класса S400, нормативное сопротивление f_yк= 400 МПа., расчётное сопротивление f_yd= 367 МПа. Согласно табл.6.5 /12/.

3.2.3 Подбор сечений симметричной арматуры

A_S1 = A_S2.

Рабочая высота сечения d = h – c = 40 – 4 = 36см, ширина b = 40см.

Эксцентриситет силы: е_о = M_sd/N_sd = 6514/1830,66=3,56 см.

Случайный эксцентриситет: е_о = h/30 = 40/30 = 1,34см, или еo = l_col/600 = 240/600 = 0,4 см, но не менее 1см.

Так как эксцентриситет силы е_о = 3,56 см больше случайного эксцентриситета е_о =1,34 см, принимаем его для расчёта статически неопределимой системы.

Найдем значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры с учётом случайного эксцентриситета и гибкости элемента. .

Предполагаем, что сечение находится в области деформирования 2, и определяем (для симметрично армированного элемента) величину относительной высоты сжатой зоны:

,

Для бетона класса С25/30 и арматуры класса S400 находим по табл. 6.7 /13/ .

Поскольку условие не выполняется, сечение находится в области деформирования 3 и коэффициенты .

В связи с тем, что напряжения в растянутой арматуре при нахождении сечения в этой области деформирования отличаются от принятых ранее для определения относительной высоты сжатой зоны, необходимо выполнить дальнейший расчёт у учётом того, что напряжения в растянутой арматуре зависит от высоты сжатой зоны.

Находим величину площади сжатой арматуры при найденной выше величине относительной высоты сжатой зоны:

Полученную величину площади можно рассматривать как нижнюю границу поиска требуемой арматуры.

Находим величину площади сжатой арматуры при величине относительной сжатой зоны равной граничной ( ):

Полученную величину площади можно рассматривать как верхний предел поиска требуемой площади арматуры.

Поскольку гибкость колонны , минимальный процент армирования, установленный нормами, равен 0,15%. Тогда величины площадей как сжатой, так и растянутой арматуры должны быть не менее .

Принимаем армирование 2Ǿ18S400 ( ).

Принимаем величину относительной высоты сжатой зоны, равной , т.е. примерно равной средней из полученных выше величин.

Величина относительной деформации растянутой арматуры:

.

Величина коэффициента к_s1 равна:

.

Находим величину равнодействующей внутренних усилий в сечении:

Поскольку полученная величина незначительно отличается от величины продольной силы, дальнейшее уточнение величины относительной высоты сжатой зоны не производим.

Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением, относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Поскольку выполняется условие , арматура подобрана правильно и расчёт завершён.

						ДП 70 02 01 08ПГС-4
Изм.	Кол.	Лист	№док	Подпись	Дата
Зав. Каф.		Бозылев				Расчетно-конструктивный раздел	Стадия	Лист	Листов
Руковод.		Леонович					Д
Консульт.		Митин					08ПГС-4
Разраб.		Криштопенко
Н. Контр.		Леонович