Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Строительные конструкции для студентов специальности 1-70 01 01 - Производство строительных изделий и конструкций

Дальнейший расчет заключается в определении такого значения относительной высоты сжатой зоны h , при котором выполняется условие равновесия:

сила от веса подкрановой балки и вертикальной крановой нагрузки и горизонтальная сосредоточенная сила от торможения тележки крана.

Расчет консолей колонн выполняется методом тяжей-распорок. Роль тяжей в модели выполняет основная продольная арматура Аs,main , а роль рас-

порки выполняет сжатый бетонный подкос (см. рис. 5.9).

Рис.5.9. К расчету консоли:

а– система тяжей-распорок в расчете коротких консолей;

б– схема усилий действующих в консоли

Угол , как правило, необходимо ограничивать. Рекомендуемые предельные значения равны:

251

1 tg 2,5 или 45 68

Условия равновесия будут выглядеть следующим образом:

МBt FEd ac HEd an z0 Fs z0

МAt FEd ac HEd an Fc ac sin ,

где – угол между бетонным сжатым подкосом и осью консоли, перпендикулярной к поперечному усилию;

bw – ширина сечения консоли;

z – плечо внутренней пары сил для элемента с постоянной высотой, соответствующее изгибающему моменту в рассматриваемом элементе. При расчете поперечного усилия железобетонного элемента без продольной силы, может быть использовано приближенное значение z = 0,9d.

Из условий равновесия можно определить усилия в растянутой арматуре консоли и сжатом подкосе:

sin

Подбор основной продольной арматуры консоли выполняют по найденному усилию

Главную растянутую арматуру в основном принимают в виде «П- образных» или замкнутых горизонтальных хомутов. Схемы армирования основной продольной арматурой представлены на рис. 5.10.

или Рис. 5.10. Армирование консоли колонны

Условия анкеровки главной растянутой арматуры коротких консолей согласно требованиям национальных норм изложены в п.11.2.41 [11]. В ТКП EN 1992-1-1-2009* [7] данные условия не оговариваются.

Главная растянутая арматура должна быть заанкерена по обоим концам. Она должна быть заанкерена в поддерживающем элементе на противопо-

252

ложной грани, и длина анкеровки должна быть измерена от положения вертикальной арматуры около грани. Арматура должна быть заанкерена в консоли, а длина анкеровки должна быть измерена от внутреннего края нагрузочной плиты.

Конструирование горизонтальных хомутов консоли (рис. 5.11) выполняют исходя из следующего соотношения:

– если ac < 0,5h, замкнутые горизонтальные или наклонные хомуты должны быть установлены в дополнение к главной растянутой арматуре по всей высоте консоли. Площадь этих хомутов должна составлять:

As,ink k1 As,main

где рекомендуемое значение k1 0, 25

Рис. 5.11. К конструированию горизонтальных хомутов консоли

–в случае если ac 0,5h, определяют расчетное значение сопротивления поперечной силе согласно п. 6.2.2 [7]

–если ac > 0,5h и FEd > VRd.c, то кроме горизонтальных хомутов необходимо устанавливать расчетное количество поперечной замкнутой арматуры (замкнутые вертикальные хомуты).

Если FEd > VRd.c, то площадь арматуры вертикальных замкнутых хомутов (рис. 5.12) определяют из соотношения:

Если FEd VRd ,c то вертикальное армирование не требуется.

Рис. 5.13. К расчету армирования консоли вертикальными хомутами

253

Двухветвевые колонны сквозного сечения – сложная рамная конструк-

ция, расчет которой выполняется с учетом продольных деформаций, при этом допускается ряд допущений (упрощений) в расчете:

1.Продольная вертикальная нагрузка N в сквозном сечении распределяется между ветвями по правилу рычага. Это допустимо, т.к. влияние жестких узлов сопряжения элементов на распределение продольных усилий в подкрановых ветвях незначительны;

2.Изгибающие моменты подкрановых ветвях определяются из условия, что нулевые точки моментов расположены по середине высоты рассматриваемых ветвей между распорками;

3.Верхняя распорка принимается с жесткостью равной бесконечности, так как ее погонная жесткость превышает во много раз жесткость ветви и рядовых распорок.

4.При наличии растягивающих усилий в одной из ветвей жесткость на этом участке при расчете по первой группе ПС принимается равной нулю. В этом случае моменты в сжатой ветви определяются из условия передачи всей поперечной силы только на сжатую ветвь.

Тема 5.3. Подкрановые балки

Основные конструктивные решения, особенности расчёта и конструирования железобетонных подкрановых балок.

Железобетонные предварительно напряженные подкрановые балки испытывают динамические воздействия от мостовых кранов и поэтому их применение рационально при кранах среднего режима работы грузоподъемностью до 30 т и кранах легкого режима работы. При кранах тяжелого режима работы и кранах среднего режима работы грузоподъемностью 50 т и более целесообразны стальные подкрановые балки.

Наиболее выгодна двутавровая форма поперечного сечения подкрановой балки (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Расчетные сечения подкрановой балки а – на вертикальную нагрузку; б – на горизонтальную нагрузку

254

Развитая верхняя полка повышает жесткость балки в горизонтальном направлении, уменьшает перемещения при поперечных тормозных усилиях, а также улучшает условия монтажа и эксплуатации крановых путей и крана; нижняя полка дает возможность удобно разместить напрягаемую арматуру и обеспечить прочность балки при отпуске натяжения. Расчетным на вертикальные нагрузки является тавровое сечение с верхней сжатой полкой, а на горизонтальные нагрузки – прямоугольное сечение с верхней полкой.

тей принимают размер полки b/f 500...650 мм. Типовые подкрановые балки

имеют высоту сечения h = 1000 мм при пролете 6 м и высоту сечения h = 1400 мм при пролете 12 м (рис. 5.15).

Сборные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м по условиям технологичности изготовления и монтажа выполняют разрезными с монтажным стыком на колоннах.

Горизонтальная сила T приложена в уровне головки крановых рельсов, но для упрощения расчета, пренебрегая незначительным влиянием эксцентриситета, ее полагают приложенной посередине высоты полки таврового сечения.

Рис. 5.15. Конструкция предварительно напряженной подкрановой балки пролетом 12 м.

Расчет прочности ведется на расчетную нагрузку от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъемности, умноженную на коэффициент сочетаний. Подвижную нагрузку от мостовых кранов располагают в пролете подкрановой балки так, чтобы в ряде сечений по длине пролета получить максимальные усилия М, V. Расстояние между четырьмя силами, пере-

255

дающимися через колеса мостового крана, устанавливают по габаритам ширины и базы моста (рис. 5.16). Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине линии влияния. Максимальные усилия определяют суммированием произведений сил на соответствующие им ординаты.

Рис. 5.16. К расчету подкрановой балки

По найденным усилиям строят огибающие эпюры М и Q. Ординаты огибающих эпюр можно определить по таблицам, приведенным в справочниках.

Прогиб определяют с учетом действия длительных и кратковременных нагрузок при коэффициенте перегрузки, равном единице, значение прогиба

должно быть f l/600.

Предварительно напряженные подкрановые балки армируют высокопрочной проволокой, стержневой арматурой, канатами. Арматурные каркасы в связи с динамическими воздействиями на балку выполняют не сварными, а вязаными. На опорах балки усиливают ребрами (уширениями концов) и дополнительной поперечной арматурой в виде стержней, хомутов, сеток, обеспечивающих прочность и трещиностойкость торцов при отпуске натяжения. Для подкрановых балок применяют бетон классов C25/30…C45/50. Масса подкрановой балки пролетом 12 м составляет 10…12 т.

Соединение подкрановых балок с колоннами выполняют на сварке стальных закладных деталей (рис. 5.17). Для передачи горизонтальных тормозных усилий в стыке устанавливают ребровые накладки, привариваемые к верхним закладным листам балок и специальному закладному листу колонны.

256

дах профиля покрытия. Плиты другого типа – прогонных покрытий значительно меньших размеров (3×0,5 и 1,5×0,5 м) – опираются на железобетонные прогоны, которые, в свою очередь, опираются на ригели поперечных рам

(рис. 5.19).

Рис. 5.19. Схема покрытий:

а) – с прогонами вдоль здания; б) – с крупноразмерными панелями; 1 – плиты; 2 – прогоны; 3 – ригели; 4 – крупнопанельные плиты

Беспрогонная система покрытий в наибольшей степени отвечает требованиям укрупнения элементов, уменьшения числа монтажных единиц и является основной в строительстве одноэтажных каркасных зданий.

Ребристые плиты 3×12 м, принятые в качестве типовых, имеют продольные ребра сечением 100×450 мм, поперечные ребра сечением 40×150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах – вуты, которыми обеспечивается надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мостовых кранов (рис. 5.20). Продольные ребра армируют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, поперечные ре-

бра и полки – сварными каркасами и сетками. Бетон принимают классов

С25/30, С35/40.

259