Пример 3.18. Рассчитать на транспортные и монтажные нагрузки колонну, рассчитанную в примере 3.5 (см. рис. 3.5). Длина колонны l = 7730 мм, сечение b × h = 300×300 мм, колонна армирована четырьмя стержнями (ø 16 мм, А400), удельный вес железобетона γжб = 25 кН/м3.
Решение.
Расчет на транспортные нагрузки
1. Назначаем расстояние от торцов колонны до монтажных петель
l 1 ≈ 1/5 l = 1/5·7730 = 1546 мм, принимаем l 1 = 1500 мм, длина среднего участка l 2 = 4730 мм.
2. Определяем нагрузку от веса колонны с учетом коэффициента динамичности и с учетом коэффициента надежности по нагрузке
q = bh γжбγдγ f = 0,3·0,3·25·1,6·1,1 = 3,96 кН/м.
3. По схеме транспортирования колонны, определяем изгибающие моменты (рис. 3. 45): - опорные моменты М оп = ql 12/2 = 3.96·1,52/2 = 4,46 кН м = 446 кН см; - пролетный момент М пр = ql 22/8 – М оп = 3,96·4,732/8 – 4,46 = 6,61 кН м = 661 кН см.
Рис.3.45. Транспортирование колонны. К примеру 3.18:
а – расчётная схема и эпюра моментов: Моп, Мпр – опорные и пролётные моменты;
б – расчётные сечения колонны при её работе на изгиб
|
|
4. Определяем рабочую высоту колонны h 0 при ее работе на изгиб. По длине колонны меняются местами растянутая и сжатая зоны бетона. Над опорами, растянутая зона бетона расположена в верхней части, а в пролете - в нижней части сечения. Соответственно изменяется положение рабочей высоты h 0. Расстояние от края сечения колонны до центра тяжести арматуры а = а' =2,8 см (см. рис. 3.5) h 0 = 30 – 2,8 = 27,2 см.
5. Расчетные сопротивления: Rb = 8,5 МПа = 0,85 кН/см2; Rs = 355 МПа = 35,5 кН/см2; над опорой и в пролете растянутыми оказываются два стержня ø16 мм, площадью сечения Аs = 4,02 см2. Из формулы (3.5) определяем относительную высоту сжатой зоны бетона ξ = RsАs /(Rbbh 0) = 35,5·4,02/(0,85·30·27,2) = 0,206; ξ < ξ R = 0,531 (табл. 3.8 Приложение 3) условие выполняется.
6. Определяем значение коэффициента А 0 (табл. 3.9 Приложение 3), А 0 = 0,188 и из формулы (3.7) определяем изгибающий момент сечения, который способна выдержать колонна М сеч = А 0 Rbbh 02 = 0,188·0,85·30·27,22 = 3547 кН см.
7. Сравниваем момент сечения с действующими моментами:
М оп = 446 кН см < М сеч = 3547 кН см; М пр = 661 кН см < М сеч = 3547 кН см, следовательно, прочность на транспортные нагрузки обеспечена.
Расчет на монтажные нагрузки
8. Назначаем расстояние до монтажного отверстия, при помощи которого осуществляют подъем колонны l 1 = 600 мм, длина остальной части колонны
l 2 = 7130 мм (рис. 3.46).
Рис.3.46. Монтаж колонны. К примеру 3.18:
а – расчётная схема и эпюра моментов: Моп, Мпр – опорные и пролётные моменты;
б – расчётные сечения колонны при её работе на изгиб
|
|
9. Определяем нагрузку от веса колонны с учетом коэффициента динамичности, принимаемого при монтаже и с учетом коэффициента надежности по нагрузке q = bh γжбγдγ f = 0,3·0,3·25·1,4·1,1 = 3,47 кН/м.
10. Определяем изгибающие моменты, возникающие при подъеме колонны при монтаже: - опорный момент М оп = ql 12/2 = 3.47·0,62/2 = 0,625 кН м = 62,5 кН см;
- пролетный момент М пр = ql 22/8 – М оп/2 = 3,47·7,132/8 – 0,625/2 = 21,74 кН м = 2174 кН см.
11. Сравниваем максимальный пролетный момент с моментом сечения колонны (момент сечения см. п. 6 расчета): М пр = 2174 кН см < М сеч = 3547 кН см, следовательно, прочность при монтаже обеспечена.