4. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчёт подкрановой консоли

Решение. Анализируя результаты расчёта всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по ( мм² мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6 – 6, для которого у левой и правой грани принимаем продольную арматуру из и ( мм² мм² ).

Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 5 класса , которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом 300 мм (не более мм).

Расчёт прочности подкрановой консоли производим на действие нагрузки от собственного веса подкрановых балок и максимального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учётом коэффициента сочетаний , или

кН.

Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе. Поскольку кН кН, то по расчёту не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса , устанавливаемые с максимально допустимым шагом150 мм.

Для обеспечения прочности консоли в вертикальном сечении на действие изгибающего момента определим площадь сечения продольной арматуры по формуле:

мм². Принимаем ( мм²).

5. Расчёт и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну

Решение: Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим усилия и на уровне подошвы фундамента для комбинации усилий с максимальным эксцентриситетом с учётом нагрузки от ограждающих конструкций.

Наиболее неблагоприятной комбинацией для предварительного определения размеров подошвы фундамента по условию максимального эксцентриситета является первая комбинация усилий. В этом случае получим следующие значения усилий на уровне подошвы фундамента:

кН; кН.

мм = 0,52 м.

=1563,95+77,42=1641,37 кН;

кНм;

м.

Определим предварительные размеры подошвы фундамента с учетом эксцентриситета продольной силы воспользуемся:

;

м;

м.

Принимаем предварительно размеры подошвы фундамента м и м. Уточняем расчетное сопротивление песчаного грунта основания:

кПа.

принят для песчаных грунтов.

Определим усилия на уровне подошвы фундамента принятых размеров от нормативных нагрузок и соответствующие им краевые давления на грунт по формулам:

; ,

где - для класса ответственности здания I;

м²; м³ .

Результаты вычислений усилий, краевых и средних давлений на грунт основания приведены

в табл.

Комбинация усилий от колонны	Усилия		Давления, кПа
	, кН	,кН*м
Первая	2141б17	425,203	144,1076	292,8658	218,4867
Вторая	2141,17	-344,6871	278,7815	158,1919	218,4867
Третья	2775,03	300,5629	230,59	335,7426	283,1663

Так как вычисленные значения давлений на грунт основания

кПа < 1,2R=370,8 кПа, кПа < 0,8R = 247,2кПа

и кПа < R = 309 кПа, то предварительно назначенные размеры подошвы фундамента удовлетворяют предъявляемым требованиям по деформациям основаниям основания и отсутствию отрыва части фундамента от грунта при крановых нагрузках таким образом оставляем окончательно размеры подошвы фундамента м и м.

Расчет на продавливание ступеней фундамента не выполняем, так как размеры их входят в объем пирамиды продавливания.

Для расчета арматуры в подошве фундамента определяем реактивное давление грунта основания при действии наиболее неблагоприятной комбинации расчетных усилий (третьей) без учета собственного веса фундамента и грунта на его обрезах. Находим соответствующие усилия на уровне подошвы фундамента:

кН;

кНм

Тогда реактивные давления грунта будут равны:

кПа;

кПа;

кПа;

кПа;

кПа.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях 2-2 вычисляем по формуле:

кНм;

кНм.

Требуемое по расчету сечение арматуры составит:

мм²;

мм²;

Принимаем диаметр 12 арматуры для фундамента для основного шага стержней в сетке 200 мм на ширине м будем иметь в сечении 2-2 15 диаметром 12 A-III, A_s = 1696,5 мм² > 871 мм². Процент армирования будет равен

.

Расчет рабочей арматуры сетки плиты фундамента в направлении короткой стороны выполняем на действии среднего реактивного давления грунта кПа, соответственно получим:

кНм;

мм² .

По конструктивным требованиям принимаем минимальное армирование Ø 10 A-III, c шагом 200 мм ( мм² ).

Расчет продольной арматуры подколонника выполняем в ослабленном коробчатом сечении 4-4 в плоскости заделки колонны и на уровне низа подколонника в сечении 5-5.

Сечение 4-4. Размеры коробчатого сечения стаканной части фундамента преобразуем к эквивалентному двутавровому с размерами, мм: ; ; ; ; ; .

Вычислим усилия в сечении 4-4 от второй комбинации усилий в колонне с максимальным изгибающим моментом:

кН

кНм.

Эксцентриситет продольной силы будет равен

мм > мм.

Находим эксцентриситет силы N относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Проверяем положение нулевой линии. Так как:

кН кН,

то указанная линия проходит в полке и сечение следует рассчитывать как прямоугольное с шириной мм.

Вычисляем коэффициенты:

;

;

.

Требуемую площадь сечения продольной арматуры вычислим по формуле:

мм²

Армирование назначаем в соответствии с конструктивными требованиями в количестве не менее 0,05℅ площади подколонника

мм².

Принимаем (5 Ø 16 A-I )

В сечении 5-5 по аналогичному расчету принято конструктивное армирование.

Поперечное армирование стакана фундамента определяем по расчету на действие максимального изгибающего момента. Вычисляем эксцентриситет продольной силы в колонне от второй комбинации усилий

м.

Так как , то момент внешних сил в наклонном сечении 6-6 вычисляем по формуле:

кНм.

Тогда площадь сечения одного стержня поперечной арматуры стакана фундамента равна:

мм².

Принимаем A_s = 78,5 мм² (Ø 10 A-I ).