Курсовая работа: Конструирование железобетонных колонн

Размеры прямоугольного сечения надкрановой части: b = 0,5 м=500мм; h = 0,6 м=600мм; а = а'= 0,04 м=40мм; рабочая высота сечения h_e =h - а = 0,6 - 0,04 = 0,56 м=560мм.

Таблица 1 Расчетные усилия и их сочетания для колонны ряда А (моменты – в кН∙м, силы – в кН).

Нагрузка	№	Ψ	Усилия в сечениях колонны
			При γf > 1
			II-II		III-III		IV-IV
			M	N	M	N	M	N	Q
Постоянная	1	1	56,6	416,9	14,7	647,7	31,8	740,5	-2,1
Снеговая полная	2	1	21,5	143,6	7,1	143,6	14,4	143,6	-0,9
	3	0,9	19,35	129,2	6,4	129,2	12,9	129,2	-0,81
Dmax , l на левой колонне	4	1	-176,8	0	263,4	733,7	-96,8	733,7	44,2
	5	0,9	-159,1	0	237,1	660,3	87,1	6603	39,8
Тi у ряда А	6	1	±39,3	0	±39,3	0	±53,5	0	±12,3
	7	0,9	±35,6	0	±35,6	0	±48,1	0	11,07
Dmax , l на средней колонне	8	1	-63,6	0	70,7	223,8	-58,8	223,8	15,9
	9	0,9	-57,2	0	63,6	201,4	-52,9	201,4	14,3
Тi у ряда Б	10	1	±4,4	0	±4,4	0	±13,4	0	±1,1
	11	0,9	±3,9	0	±3,9	0	±12,1	0	0,99
Ветер слева	22	1	2,0	0	2,0	0	176,8	0	-35,5
	23	0,9	1,8	0	1,8	0	159,12	0	-31,9
Ветер справа	24	1	-2,0	0	-2,0	0	-176,8	0	35,5
	25	0,9	-1,8	0	-1,8	0	-159,1	0	31,9

Таблица 2 Комбинация расчетных усилий для колонны ряда А (моменты – в кН∙м, силы – в кН).

Варианты основного сочетания	Комбинации	Сечения
		II-II		III-III		IV-IV
		γf > 1
		M	N	M	N	M	N	Q
		Номер нагрузки
Вариант 1 – основное сочетание с учетом крановых и ветровых нагрузок	Мmax	1+3+23		1+3+5+7+23		1+3+23
		77,7	546,1	239,8	1437,2	203,8	869,7	-34,8
	Mmin	1+5+7+25		1+3+25		1+5+7+25
		-139,9	416,9	19,3	776,9	-262,5	1400,8	80,67
	Nmax	1+3+23		1+3+5+7+23		1+3+5+7+25
		77,7	546,1	293,8	1437,2	-249,6	1530,0	79,87
Вариант 2 – тоже, без учета крановых и ветровых нагрузок	78,1	560,5	21,8	791,3	46,2	884,1	-3,0

Расчет в плоскости поперечной рамы

За расчетное принимают сечение II-II, усилия в котором значительно больше, чем в сечении I-I. При учете крановых нагрузок расчетная длина надкрановой части колонны lo=2H₂ =2·4,0 = 8,0 м, гибкость колонны прямоугольного сечения l₀ /h₁ =8,0/0,6 =13,3>4.

Следовательно, необходимо учитывать влияние прогиба на величину эксцентриситета продольной силы.

Сечения колонн рассчитывают на наиболее невыгодное сочетание усилий; от всех нагрузок М = -139,9 кНм, N = 416,9 кН; от всех нагрузок, но без учета крановой и ветровой М' = 78,1 кН·м, N^´ = 560,54 кН; от продолжительно действующих нагрузок (в данном случае постоянной) M_l = 56,6 кН·м; N^´ = 416,9 кН.

Так как в рассматриваемой комбинации усилий учтены нагрузки, суммарная продолжительность действия которых мала (ветровая и крановая), для определения коэффициента условий работы бетона γ_{b 2} проверяют условие (2):

М_ІІ =М-N(0,5·h₁ -a)= - 139,9-416,9·(0,5·0,6-0,04) = -248,3кН·м;

М_І =М^/ -N^/ (0,5·h₁ -a) = 78,1-560,5·(0,5·0,6-0,04) = -67,6кН·м;

|M_І | < 0,82 |M_ІІ | = 0,82·248,3 = 203,6 кН·м.

Поскольку условие (2) выполнено, принимают γ_{b 2} = 1.1. Расчетное сопротивление бетона

R_b = 1.1·8.5 = 9.35 МПа.

Эксцентриситет продольной силы

℮₀ = М/N= 139,9/416,9 = 0,336 м,

Случайный эксцентриситет

℮_а = 0,6/30 = 0,02 м и ℮_а =8,0/600 = 0,025 м.

Т.к. ℮₀ >℮_а , случайный эксцентриситет не учитываем.

Определяют условную критическую силу по формуле (12):

М^/ _l =M_l +N_l (0,5·h₁ -a) =56,6+416,9·(0,5·0,6-0,04) = 164,9 кН·м;

М = М_ІІ = -248,3 кН·м;

φ_l = 1+=1+1·164,9/248,3 = 1,66;

δ_е = 0,336/0,6 = 0,56>δ_{е, min} = 0.5-0.01·8.0/0.6-0.01·9.35 = 0.273.

Задаются коэффициентом продольного армирования. В первом приближении принимают μ_s =0.005, тогда

α_s J_s = μ_s b₁ h₁ (0.5 h₁ -a)² E_s /E_b = 0.005·0.5·0.6·(0.5·0.6-0.04)² ·200000/23000 = 0.882·10^-3 м⁴ ;

J=J₂ =9·10^-3 м⁴ ;

N_cr = .

Коэффициент увеличения эксцентриситет продольной силы согласно формуле (1)