3.2 Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли

Конструирование арматуры колонны выполняем на основе результатов расчета всех опасных сечении, полученных от ЭВМ, а также расчета прочности подкрановой консоли.

В пределах каждой части колонны продольную арматуру конструируем постоянного сечения. Принятая арматура должна удовлетворять требованиям прочности колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, поэтому в расчете учитываем только те арматурные стержни, которые расположены в углах сечения.

Согласно требованиям [З, п. 5.56], диаметр продольных рабочих стержней в колонне должен быть не менее 16 мм, а в подкрановой консоли — не менее 12 мм. Поперечная арматура консоли должна быть класса A-I (по требованию программной системы).

Решение: Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 2 диаметра 16 A-II (A_s,fact= 402мм²>A _sтр=272 мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6—6, для которого у левой грани принимаем продольную арматуру из 2 диаметров 20 A-II (Asл=628 мм²>528мм²)

Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 5 мм класса Вр-1, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом 350 мм (не более ).

Выполняем проверку принятого продольного армирования на прочность в плоскости, перпендикулярной раме, при действии максимальных продольных сил.

Для надкрановой части колонны имеем:

N=328,11 кН; N_l=292,35 кН; ; (см. распечатку). Поскольку нет нагрузок непродолжительного действия, то расчетные сопротивления бетона принимаем с _b2=0,9(при заданной влажности 50 %). Размеры сечения: h=400мм. Назначая а=а'=40 мм, получим h₀=h-40=400-40=360мм.

Расчетная длина надкрановой части колонны l₀=4,95м (см. табл 1.1). Так как l₀/h=4950/400=12,375>4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Находим значение случайного эксцентриситета из условий:

e_a=h/30=400/30=13,3мм; e_a>H₂/600=3300/600=5,5 ; .

Принимаем . Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны:

M=N* e_a =388,11*10³*13,33=5,173*10⁶H*мм;

M_l=N_l*e_a=292,35*10³*13,33=3,897 *10⁶Н*мм.

Для определения вычисляем:

M_1l=N_l*(h₀-a’)/2+M_l=292,35*(0,36-0,04)/2+3,897=50,673 кН*м;

M₁=N*(h₀-a’)/2+M=388,11*0,32/2+5,173=67,271 кН*м;

_l=1+ *M_1b/M_I=1+1*50,673/67,271=1,753< <2;

=(As+As^’)/(b*h)=402*2/(400*380)=0,00529, так как <

=0,5-0,01*4950/400-0,01*19,5*0,9=0,2008.

Принимаем _e=_e,min=0,2008 мм. Тогда:

1,6*31000*400*380/12,375²[((0,11/(0,1+0,2008))+0.1)/

/(3*1.753)+0,00529*6,77*(0,32/0,4)²]=5487,8 кН.

Вычисляем =1/(1-388,11/5487,8)=1,076;

тогда e=13,33*1,076+(360-40)/2=174,34 мм.

Проверку прочности сечения выполняем по [3, пп. 3.61 и 3.62].

Определяем x=N/(R_b*b)=388,11*10³/19,5*38*0,9=58,2 мм.

Так как x=58,2 мм < _R*h₀=0,592*360=213,12, то прочность сечения проверяем по [3, условие (108)]:

R_b*b*x*(h₀-0,5*x)+R_sc*A’_s*(h₀-a’)=17,55*380*58,2*(360-0,5*58,2)+280*402*(360-40)= =164,45 кН*м>N*e=388,1*0,17434=67,66 кН*м, т. е. прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.

При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, учитываем только угловые стержни по 2 диаметра 20 A-II (As=As^’=628 мм²).

В этом случае имеем размеры сечения: b=700мм, и расчетную длину l₀=6120мм (см. табл 1.1), а расчетными усилиями в сечении 6-6 будут: N=716,59 кН; N_l=396,58 кН; N_sh=233,83 кН.

Поскольку в данном примере отношение l₀/h=6120/400=15,3<17,7 (при расчете сечения 6—6 в плоскости рамы), то выполняем проверку.

Расчет прочности подкрановой консоли (рис 3.3) производим на действие нагрузки от собственного веса подкрановых балок и макси­мального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учетом коэффициента сочетаний , или Q=G₆+D_max*=71,35+306,13*0,85=331,56 кН (см. раздел 1.1).

Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе в соответствии с [З, п. 3.99]. Поскольку 2,5*R_bt*b*h₀= =2,5*1,3*0,9*400*(450+350-40)=889,2 кН > Q=331,56 кН, то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса A-I, устанавливаемые с максимально допустимым шагом 150 мм.

Для обеспечения прочности консоли в вертикальном сечении на действие изгибающего момента определяем площадь сечения продольной арматуры по [3, формуле (208)]:

A_s=Q*l₁/h₀*R_s=331,56*200/(760*280)=311,62 мм².

Принимаем 3 диаметра 12 A-II ( ).