17. Требуемая площадь поперечной арматуры при 2 стержнях в сечении

18. Принимаем поперечную арматуру 2 Ø6 В-500 A_s = 57 мм².

5. Конструирование и расчет подкрановой балки

Данo:

- шаг колонн в продольном направлении 6 м.

- класс бетона предварительно напряженной конструкции – B40.

- класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций – A-300.

- класс предварительно напрягаемой арматуры – A-600.

- Грузоподъемность крана – 32/5 для пролета 18 м.

5.1. Исходные данные

По приложению, в зависимости от пролета, определяем основные геометрические характеристики подкрановой балки.

Размеры сечения b'_f = 650 мм, h'_f = 120 мм, b_f = 200 (300) мм, h = 800 мм; а = 40 мм.

Бетон класса В-40 (R_b = 22 МПа, R_bt= 1.4 МПа), γ_b1 = 1; напрягаемая арматура класса А-600 (R_s= 520 МПа).

5.2. Определение усилий в подкрановой балке

По приложению 15 [1] находим габариты крана:

A_K = 5.1 м, B_K = 6.3 м.

Находим максимальное давление колеса:

Выполняем правило Винклера. Определениям расстояние xот равнодействующей системы сил ЗР и до ближайшего колеса крана.

Далее по линии влияния последовательно строим эпюру моментов. Наибольший изгибающий момент от вертикальных крановых нагрузок в сечении балки под колесом, ближайшим к середине пролета балки. Из уравнения равновесия получаем: М_р = 486.59 кН*м, расчетный момент с учетом собственного веса равен:

где: расчетный погонный собственный вес подкрановой балки:

где: l₀- расчетный пролет балки,m- масса балки.

5.3. Определение площади сечения растянутой арматуры

Рабочая высота сечения:

Расчет ведем согласно п. 3.19 [4] в предположении, что сжатой ненапрягаемой арматуры не требуется.

Проверяем условие [4]:

т.е. граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b = b’_f = 600 мм согласно п. 3.14 [4].

Определим значение коэффициента относительной высоты сжатой зоны бетона [4]:

По табл. 3.1 [4] при классе арматуры A-600 и σ_sp/R_s = 0.6 находим ξ_R = 0.43. Тогда:

т.е. сжатой арматуры действительно не требуется.

Определяем площадь растянутой арматуры:

коэффициент γ_s3 согласно п. 3.9 [4]. Так как принимаем

γ_s3 = 1.1.

Тогда при A_s = 0, площадь напрягаемой арматуры:

Принимаем 4Ø20 А-600 (A_sp = 1256 мм²).

5.4. Расчет по наклонным сечениям

Требуется определить диаметр и шаг хомутов, а также выяснить на каком расстоянии и как может быть увеличен их шаг. При расчете по наклонным сечениям балки таврового и двутаврового сечения свесы полок не учитываются, поэтому рассматривается прямоугольное сечение bxh = 200x800 мм.

Имеем: b = 200 мм, h = 800 мм, h₀ = 760 мм. определим коэффициент φ_n принимая A₁ = b∙h = 200∙800=160000 мм² и приближенно:

Определим требуемую интенсивность хомутов согласно п. 3.34а [4], принимая длину проекции наклонного сечения c, равной расстоянию от опоры до первого груза – с₁= 760 мм. Тогда a₁ = c₁/h₀ = 0.76/0.76 = 1 < 2, следовательно, a₀₁ = a₁ = 1.

Поперечная сила на расстоянииc₁ от опоры равна Q₁ = 667.68 кН. Поскольку то значениеq_sw(1):

Определим значение q_sw(2) при значении с, равном расстоянию от опоры до второго груза – c₂ = 1.96 м.

, следовательно a₀₂ = 2.

.

Соответствующая поперечная сила Q₂ = 232.822 кН.

Поскольку то значениеq_sw(2) равно:

Принимаем максимальное значение q_sw = q_sw(1) = 128.31 кН/м.

Согласно п. 5.12 [4] шаг s_w1 у опоры должен быть не более 0.5h₀ = 380 мм и не более 300 мм, а в пролете – не более (3/4)h = 600 мм.

Принимаем шаг у опоры s_w1 = 0.25 м, а в пролете 2s_w1 = 0.5 м.

Отсюда:

Принимаем хомуты 2Ø10 A_sw = 157 мм².

Тогда:

.

Длину участка с шагом хомутов s_w1 определяем из условия обеспечения прочности. При этом qs_w2 = 0,5qs_w1 = 67.51 кН/м; qs_w1- q_sw2 = q_sw2 =67.51 кН/м.

Зададим длину участка с шагом хомутов s_w1 равной расстоянию от опоры до второго груза l₁ = 1.96 м и проверим условие п. 3.50 [4] при значении c, равном расстоянию от опоры до третьего груза: с = 3.84 м > l₁.

Поскольку 2h₀ + l₁ = 3.48< с = 3.84 м, значение Q_sw определяем принимая c₀ = 2h₀ = 1.52 м:

Соответствующая поперечная силаQ₃ = 200.38 кН.

т.е. прочность наклонного сечения обеспечена.

Таким образом, длину приопорных участков с шагом хомутов 250 мм принимаем l = 2 м при шаге хомутов 500 мм в пролетном участке.