4. Расчет и конструирование разрезной подкрановой балки длиной

12 м.

Исходные данные:

Шаг колонн в продольном направлении, (м) 12.0

Класс бетона предв. напряж. конструкции В45

Класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций А-300

Класс предв. напрягаемой арматуры А-800

Грузоподъемность (ТС) и режим работы крана 16Н

В зависимости от пролета, определяем основные геометрические характеристики подкрановой балки: размеры сечения b'_f= 650 мм,h'_f= 160 мм,b=140 мм,h_f =250 мм,b_f =340 мм,h =1200 мм,a= 40 мм.

Определим усилия в подкрановой балке.

Габариты крана грузоподъемностью 16 т и пролетом 18 м.: база А_к=4,4 м, ширина В_к=5,6 м.

Максимальное давление колеса крана:

Р

Выполняем правило Винклера. Учитывая, что количество колес в пролете балки n=3, расстояние от равнодействующей системы сил 3Р и до ближайшего колеса крана х:

Рис. Определение максимального изгибающего момента.

Наибольший изгибающий момент от вертикальных крановых нагрузок в сечении балки под колесом, ближайшим к середине пролета балки. Из уравнения равновесия получаем: М_мах,р = 781.93 кН∙м, тогда расчетный момент с учетом собственного веса равен:

М_мах= М_мах,р , где:

q- расчетный погонный собственный вес подкрановой балки;

l₀– расчетный пролет балки;

;

Определим площадь сечения арматуры. Рабочая высота сечения:h₀=1200-40=1160 мм

Проверяем условие:

, т.е. граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для пря­моугольного сечения шириной b=b_f'=650 мм.

Определим значение относительного момента:

_m= М_мах/(R_b∙b_f'∙h_o²) = 944.87/(25∙1000∙0.65∙1.16²)=0.043,

По табл. 3.1 [11] при классе арматуры А800 и .Тогда

,т.е. сжатой арматуры действительно не требуется.

Коэффициент .

Так как коэффициент γ_s3=1.1.

Площадь напрягаемой арматуры: .

Принимаем 616 А800 (A_sp= 1206 мм²).

Расчет по сечениям, наклонным к продольной оси балки.

При расчете по наклонным сечениям балки таврового или двутаврового сечения свесы полок не учитываются, поэтому рассматривается прямоугольное сечение b x h = 140 x 1200 мм.

Рис. К расчёту по наклонным сечениям (размерности mи мм).

Определим коэффициент φ_n, принимая А₁= b ∙ h=0.14 ∙ 1.2 = 0.168 м² и приближенно усилие обжатия P₍₂₎:

P₍₂₎= 0,7·А_sp·σ_sp·γ_sp=0.7·1206·(0.9·800)·0.9=547041.6

P₍₂₎/R_bA₁=547041.6/(25·168000)=0.1302

φ_n =

Определим требуемую интенсивность хомутов, принимая длину проекции наклонного сечения с, равной расстоянию от опоры до пер­вого груза с = с₁ = 1.16 м. Т.к. а₁ = с₁/ h₀=1.12/1.12=1< 2а₀₁=а₁=1.

Коэффициент:

Поперечная сила на расстоянии с₁от опоры, с учетом собственного веса балки, равна

Поскольку , то

.

Определим требуемую интенсивность хомутов, принимая длину проекции наклонного сечения с, равной расстоянию от опоры до второго груза с = с₂ = 2.36 м. Тогда а₂ = с₂/ h₀=2.36/1.16=2.03 >2 а₀₂ = 2

Коэффициент:.

Поперечная сила на расстоянии с₂от опоры с учетом собственного балки веса, равна

Поскольку , то

Принимаем максимальное значение q_sw=q_sw2= 112.03kH/м.

Шаг у опоры s_w1≤ 0.5h₀ = 580 мм и не более 300 мм, а в пролете s_w2≤ 3/4h₀= 800 мм и не более 600 мм. Принимаем шаг кратно 50 мм, т.е. у опоры s_w1=300 мм, в пролете s_w2=600 мм.

Требуемая площадь поперечной арматуры:

Принимаем хомуты диаметром 10 мм (A_sw=157 мм²).

Тогда значение интенсивности установки поперечных стержней у опоры:

Зададим длину участка с шагом хомутов s_w1равной расстоянию от опоры до второго грузаl₁=2.36 м и проверим условие прочности при значении с, равном расстоянию от опоры до третьего груза: с=6.76. Так как 2h₀+l₁=2∙1.16+2.36= 4.68 м <с= 6.76 м, значение Q_swопределяем, принимая с₀=2h₀= 2.32 м:

Q_sw=1.5 ∙ 56.26 ∙ 1.16) = 97.89kH,

При с = 6.76 м > 3h₀ = 3·1.16=3.48 м значениеQ_b соответствует его минимальному значению:

Q_b = Q_b,min = 0.5φ_nR_bt·b·h₀=0.5·1.19·1.5·1000·0.14·1.16=144.94. Соответствующая поперечная сила равна Q₃=5.51kH.

Так как Q_b+Q_sw = 144.94+97.89=242.83kH Q₃=5.51kH, т.е. прочность наклонного сечения обеспечена.

Таким образом, в подкрановой балке в опорных участках устанавливаем хомуты с шагом s_w1=300 мм, а в пролетной части с шагом s_w2=600 мм, принимаемl=2.4 м.