2.6. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли .

Решение.

Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 216 А-II(A_sл=A_sп=402 мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6-6. Для которого у левой грани принимаем продольную арматуру из 316 А-II(A_sл=603 мм²>528 мм²), а наиболее напряженной грани справа - 316 А-II(A_sл=603 мм²>528 мм²).

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 300 мм (не более 20d= 2016 = 320 мм).

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

Для надкрановой части колонны имеем:

N=444.09 кН;

N_l =300.45кН;

N_sh= 0 кН.

Поскольку, нет нагрузок непродолжительного действия то расчетные сопротивления бетона принимаем _b2=0,9 (для влажности 65%). Размеры сечения:b=600 ммh=400 мм. Назначаем а=а’=40 мм, получимh_o=h-a=400-40=360 (мм).

Расчетная длина надкрановой части колонны l_o= 5,25 м (см. табл. 1.1). Так как

l_o/h= 5250/400 = 13,125>4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Находим значение случайного эксцентриситета: е_аh/30 = 400/30 =13,33 (мм);

е_аH₂/600 = 3500/600 = 5,8 (мм); е_а10 мм.

Принимаем е_а=13,33 мм. Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны:

M=Nе_а=444.0910³13,33 = 5.9 (кНм);

M_l=N_lе_а=300.4510³13,33 = 4 (кНм).

Для определения N_crвычисляем:

M_1l= N_l(h_o-a’)/2+ M_l = 300.45(0,36-0,04)/2+4 = 52.07 (кНм);

M₁= N_l(h_o-a’)/2+ M = 444.09(0,36-0,04)/2+5.9 =76.95 (кНм).

_l =1+152.07/76.95 = 1.68<2;

 = (A_s+A’_s)(bh) = (402+402)/(600400) = 0,00335; так как

е_а/h= 13,33/400 = 0,0333<_e,min= 0,5-0,0113,125-0,0117 = 0,199, принимаем_e=_e,min=0,199.

Коэффициент будет равен=1/(1-N/N_cr) =1/(1-444.09/6999) = 1,07;

Вычисляем значение эксцентриситета с учетом прогиба элемента по формуле:

е = е_о+(h_o-a’)/2 = 13,331,07+(360-40)/2 = 174,3(мм).

Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем х=N/(R_bb) =444.0910³/(17600) = 43.54(мм). Так какх<_Rh_o= 0,551360 = 198,4 (мм), то прочность сечения проверяем по условию (108) [3]:

R_bbх(h_o-0,5х)+R_scA’_s(h_o-a’) =1760043.54(360-0.5*43.54)+280402(360-40) =186.22 (кНм)>Nе= 444.090.174 = 77.27 (кНм), т.е. прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.

При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости изгиба, учитываем только угловые стержни по 216 А-II(A_s=A’_s= 402 мм²). В этом случае имеем размеры сечения:b=700 мм,h=400 мм и расчетную длинуl_o= 6.6 м (см. табл. 1.1), а расчетными усилиями в сечении 6-6 будут:

N=771.96 кН;N_l = 430.87 кН;

N_sh=341,09 кН.

Поскольку в данном примере отношение l_o/h= 6600/400 = 16.5<17,7, то проверку выполняем, аналогично той которую мы уже производили.

Расчет прочности подкрановой консоли производим на действие нагрузки от собственного веса подкрановых балок и максимального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учетом коэффициента сочетаний =0,85, или

Q=G₆+D_max= 46+403,850,85 = 389.27(кН).

Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе в соответствии с п. 3.99 [3].

Поскольку 2,5R_btbh_o= 2,51,34001160 =1508 (кН)>Q= 389.27 кН, то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром

6 мм класса А-1, устанавливаемые с максимально допустимым шагом 150 мм.

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

A_s=Ql₁/(h_oR_s) = 389.2710³450/(1160280) = 539 (мм²), принимаем 316 А-II

(A_s= 603 мм²).