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18 А-3 (A_sл=A_sп=509 мм²>448 мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6-6. Для которого у левой грани принимаем продольную арматуру из 220 А-3 (A_sл=628 мм²>528 мм²), а наиболее напряженной грани справа - 218 А-3 (A_sл=763 мм²>652 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 = 360 мм).

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

Для надкрановой части колонны имеем:

N=586,42 кН;

N_l =442,78 кН;

N_sh= 0 кН.

Поскольку, нет нагрузок непродолжительного действия то расчетные сопротивления бетона принимаем _b2=0,9 (для влажности 50%). 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=586,4210³13,33 = 7,8 (кНм);

M_l=N_lе_а=442,7810³13,33 = 5,9 (кНм).

Для определения N_crвычисляем:

M_1l= N_l(h_o-a’)/2+ M_l = 442,78(0,36-0,04)/2+5,9 = 76,74 (кНм);

M₁= N_l(h_o-a’)/2+ M = 586,42(0,36-0,04)/2+7,8 = 101,63 (кНм).

_l =1+176,74/101,63 = 0,765<2;

 = (A_s+A’_s)(bh) = (509+509)/(600400) = 0,00424; так как

е_а/h= 13,33/400 = 0,0333<_e,min= 0,5-0,0113,125-0,0119,5 = 0,174, принимаем_e=_e,min=0,174.

Коэффициент будет равен=1/(1-N/N_cr) =1/(1-586,42/16274) = 1,037;

Вычисляем значение эксцентриситета с учетом прогиба элемента по формуле:

е = е_о+(h_o-a’)/2 = 13,331,037+(360-40)/2 = 173,8 (мм).

Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем х=N/(R_bb) =586,4210³/(19,5600) = 50,1 (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’) =19,560050,1(360-40)+365509(360-40) =247,02 (кНм)>Nе= =586.420,1738 = 101.9 (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 118 А-3 (A_s=A’_s= 254.5 мм²). В этом случае имеем размеры сечения:b=700 мм,h=400 мм и расчетную длинуl_o= 7,88 м (см. табл. 1.1), а расчетными усилиями в сечении 6-6 будут:

N=1116,49 кН;N_l = 644,0 кН;

N_sh=343,22 кН.

Поскольку в данном примере отношение l_o/h= 7880/400 = 19,7>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=126,45+450,600,85=509,46 (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= 509,46 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) = 509,4610³450/(1160365) = 541,46 (мм²), принимаем 316 А-3

(A_s= 603 мм²).