Проектирование железобетонного промышленного здания (стр. 5 из 12)
Рис. 4.4 – Арматура надкрановой части колонны
4.1.3. Проверка надкрановой части колонны на устойчивость из плоскости поперечной рамы
Проверка производится в соответствии с [4, п. 3.64], по 2-му сочетанию N=396.5кН.
Расчетная длина колонны из плоскости изгиба:
N ≤ φ(RbA + RscAs,tot) [3. 119]
где φ – коэффициент, определяемый по формуле
φ= φb + 2(φsb - φb)αs [3. 120]
но принимаемый не более φsb , здесь φb, φsb – коэффициенты, принимаемые по [3, табл. 26], для
= 14,3, 
, и тяжелого бетона φb = 0,811,и а=0,029м <0,15·h = 0.15·0.6 = 0.09м , φsb = 0,866.
αS =
где АS,tot =12,44см2, площадь всей арматуры расположенной в сечении.
φ= 0,811+2(0,866-0,811)0,15 =0,646
φ(RbA + RscAs,tot) = 0,646·(11,5·1,1·103·0,4·0,6 + 365·103·12,44·10-4)= 2581кН > 395.6кН.
Проверка на устойчивость из плоскости поперечной рамы выполняется.
4.1.4. Назначение и расстановка поперечной арматуры
Из условия свариваемости в соответствии с [5, прил.9] принимаем поперечную арматуру диаметром 6 мм (АIII). В соответствии с [4, п.5.22] назначаем шаг поперечной арматуры 300 мм (< 500, < 20d = 20
18= 360).Согласно [4, п.5.46 и п.5.24] в верхней части колонны устанавливаем 4 сетки косвенного армирования с шагом 100 мм, что > 60 мм и < 150 (400/3=133 мм). При этом сетки располагаются на длине 400 мм >10d=180 мм. Размеры ячеек принимаются равные 50 мм, что > 45 мм и < 400/4 = 100 мм.
4.2. Расчет подкрановой части колонны
4.2.1. Расчетные сочетания усилий
Значения расчётных сочетаний усилий для расчёта нижней части колонны выпишем из таблицы 3.3 для сечения у фундамента (по наибольшим ядровым моментам). Данные внесены в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 – Усилия в колонне у фундамента.
| № соч-я | Грань сечения | Момент, кНм | Сила, кН | Мядр, кНм | Знак  | Шифры В.Н. |
| Наиболее сжата: | ||||||
| 1 | грань внешняя | 176,64 | 1389,91 | 338,8 | + | 2 6 14 |
| 2 | грань внутренняя | -213,1 | 1389,91 | -375,2 | + | 2 5 13 |
| Наиболее растянута: | ||||||
| 3 | грань внешняя | -197,35 | 695,4 | -116,2 | - | 0 13 |
| 4 | грань внутренняя | 185,92 | 795,64 | 93,1 | - | 0 8 14 |
Разница в абсолютных значениях максимальных ядровых моментов:
Принимаем симметричное армирование.
4.2.2. Определение коэффициента продольного изгиба и подбор сечения арматуры подкрановой части колонны
Исходные данные:
Класс бетона - В 20: RB=11,5 [3, табл.13]; Ев =240000 МПа [3,табл.18];
Класс арматуры A-III; Rs = 365 МПа; Rsc = 365 МПа [3, табл. 22];
Размеры сечения: h = 0,7 м; b = 0,4 м.
1. Подбираем арматуру по 2-му сочетанию усилий (табл. 4.3):
М = -213,1 кНм; N = 1389,91 кН;
Свободная длина подкрановой части колонны:
= 
=1,5·8,45 м = 12,675 м,где
= 1,5 [3, табл. 32], как для здания с мостовыми кранами при разрезных подкрановых балках с учётом нагрузки от кранов (сочетание 2+5+13).Определим гибкость:
62,3Т.к.
=62,3 > 14 то по [3, п. 3.3] требуется учитывать продольный изгиб колонны.Эксцентриситет силы:
м,Случайные эксцентриситеты [3, п. 1.21]:
= 0,014 м; 
м;Так как система статически неопределима, принимаем наибольшее значение: е0 =0,153 м.
Критическая сила определяется по формуле:
где
- учитывает влияние длительного действия нагрузки:φL =
=1,45 [3, 21];где
= 1 для тяжёлого бетона [3, табл. 30]; М - момент силы N относительно растянутой или менее сжатой арматуры сечения от всех нагрузокМ = N
Принимая а = 0,04 м, получаем:
М = 1389,91·(0,153+0,35-0,04)=643,5кНм;
- то же, от постоянной и длительной части снеговой нагрузки: 
=763,78·(0,066+0,7/2-0,04) = 287,2 кН,где
695,38+0,5·144·0,95 = 763,78 кН; 
--49,256+0,5·(-2,16) ·0,95 = - 50,28 кНм,здесь
=0,5 - по [2, п. 1.7 к)] для IV снегового района; 
=0,95 - коэффициент сочетания [2, п. 1.12]; 
=0,066мкоэффициент
но не менее: 
= 0,5 - 0,01 
-0,01·11,5 = 0,2 [3, 22]I - момент инерции сечения бетона:
I =
= 114·10-4 м4;Is - момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте
= 0,20 % (согласно [3, табл. 38 ] и при 
> 83):Is =
=1,01·10-4 м4, 
8,3Вычислим:
2908 кНКоэффициент продольного изгиба определится по формуле:
= 1,92 [3, 19]Определим случай расчёта по “мягкому” критерию:
Предварительно принимаем случай больших эксцентриситетов.
Так как изгибающий момент отрицательный (-213,1 кНм), то растянутая арматура As расположена у внешней грани колонны. Определим сечение арматуры из условия минимального процента армирования
= 0,002 (при λ=62,3) [3, табл.38]:As' = As,min=
bh0 = 0.002·0,4·0,66 = 5,28·10-4 м2.Принимаем 2
20 (As' =6,28·10-4 м2) [1, прил.3];Сечение растянутой арматуры получим из условия:
[3 ,26]При симметричном армировании:
0,458 
0,458·(1-0,5·0,458) = 0,353 
Площадь арматуры:
-0,72·10 -4м2.По расчету арматура не требуется, устанавливаем арматуру из условия минимального армирования 2Ø20: АS=6,28см2. Симметричное армирование надкрановой части показано на рисунке 4.4.
Рис. 4.5 – Схема армирования подкрановой части колонны.
2. Проверяем арматуру, исходя из условия [2.25], в сечении у фундамента по сочетанию усилий (табл. 4.3, 3-я строка): М = -197,35кНм; N = 695,4кН (наиболее растянута внешняя грань),: