- •2.Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок
- •2.1. Компоновка поперечной рамы
- •2.2 Определение постоянных и временных нагрузок на поперечную раму
- •2.2.1. Постоянные и временные нагрузки
- •2.2.2 Крановые нагрузки
- •2.2.3. Ветровая нагрузка
- •3. Расчет и конструирование решетчатой балки
- •3.1. Расчетные сочетания усилий
- •3.2. Выбор типа опалубочной формы
- •3.3. Расчет нижнего пояса
- •3.3.1. Подбор арматуры
- •3.3.2 Образование трещин
- •3.3.3. Раскрытие трещин
- •3.3.4. Наклонное сечение
- •3.4. Расчет верхнего пояса
- •3.4.1. Подбор арматуры
- •3.4.2. Наклонное сечение
- •3.5. Расчет стоек
- •3.6. Расчет опорного узла
- •4.Проектирование колонны
- •4.1. Определение расчётных комбинаций усилий и продольного армирования
- •4.2. Конструирование продольной и поперечно арматуры и расчёт подкрановой консоли
- •5. Конструирование и расчет подкрановой балки
- •5.1. Нагрузки, действующие на подкрановую балку
- •5.2. Определение усилий в подкрановой балке
- •5.3. Определение площади сечения растянутой арматуры
- •5.4. Расчет по наклонным сечениям
- •5.5. Расчет на выносливость сжатого бетона
- •5.6. Проверка прочности растянутой арматуры
- •5.7. Проверка прочности поперечной арматуры
- •5.8. Расчет по деформациям
- •Список использованной литературы
5.2. Определение усилий в подкрановой балке
По приложению 15 [1] находим габариты крана:
AK = 4.4 м, BK = 5.6 м.
Из формул (5.1) находим максимальное давление колесаP = 151 кН. Используем правило Винклера для нахождения внутренних усилий в балке. Он звучит: «Максимально возможный изгибающий момент в разрезной балке, нагруженной системой взаимосвязанных подвижных грузов, возникает в том случае, если равнодействующая этой системы грузов и ближайший к ней груз равноудалены от середины продета балки. Максимальный изгибающий момент возникает в этом случае в сечении, расположенном под этим грузом».
а)
б)
Рис. 5.2. Определение внутренних усилий: а) изгибающего момента;
б) перерезывающей силы
Расчетный момент с учетом собственного веса равен:
, (5.2)
где q – расчетный погонный собственный вес подкрановой балки:
(5.3)
где l0 – расчетный пролет балки, m – масса балки.
5.3. Определение площади сечения растянутой арматуры
Рабочая высота сечения:
(5.4)
Расчет ведем согласно п. 3.19 [4] в предположении, что сжатой ненапрягаемой арматуры не требуется.
Проверяем условие (3.23) [4]:
(5.5)
т.е. граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b = b’f = 650 мм согласно п. 3.14 [4].
Определим значение коэффициента относительной высоты сжатой зоны бетона по формуле (3.9) [4]:
(5.6)
По табл. 3.1 [4] при классе арматуры A800 и σsp/Rs = 1.04 находим ξR = 0.52. Тогда:
(5.7)
т.е. сжатой арматуры действительно не требуется, и площадь сечения арматуры вычисляем по формуле (3.10) [7].
Для этого определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
(5.8),
коэффициент γs3 согласно п. 3.9 [4]. Так как , принимаем γs3 = 1.1.
Тогда при As = 0:
(5.9)
Принимаем 6Ø18 Asp = 1527 мм2. Расположение арматуры на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Конструирование балки.
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 = 140x1200 мм.
Согласно рис. 5.1, имеем: b = 140 мм, h = 1200 мм, h0 = 1160 мм. По формуле (3.53а) [4] определим коэффициент φn принимая A1 = b∙h = 140∙1200=168000 мм2 и приближенно:
(5.10);
(5.11);
(5.12)
.
Определим требуемую интенсивность хомутов согласно п. 3.34а [4], принимая длину проекции наклонного сечения c, равной расстоянию от опоры до первого груза – с1= 0.44 м. Тогда a1 = c1/h0 = 0.44/1.16 = 0.38 < 2, и следовательно, a01 = a1 = 0.38.
(5.13)
Поперечная сила на расстоянии c1 от опоры равна Q1 = 321.63 кН (см. рис. 5.2 б).
Поскольку, то значениеqsw(1) определяем по формуле (3.58) [7]:
(5.14)
Определим значение qsw(2) при значении с, равном расстоянию от опоры до второго груза – c2 = 4.84 м.
, следовательно a02 = 2, a2 = 3
.
Соответствующая поперечная сила Q2 = 170.63 кН.
Поскольку , то значениеqsw(2) равно:
Принимаем максимальное значение qsw = qsw(2) = 206.83 кН/м.
Согласно п. 5.12 [4] шаг sw1 у опоры должен быть не более 0.5h0 = 580 мм и не более 300 мм, а в пролете – не более (3/4)h = 800 мм.
Принимаем шаг у опоры sw1 = 300 мм, а в пролете sw2 = 2sw1 = 600 мм.
Отсюда:
(5.15)
Принимаем хомуты 2Ø14 Asw = 308 мм2.
Тогда:
.
Длину участка с шагом хомутов sw1 определяем из условия обеспечения прочности согласно п. 3.35 [4]. При этом qsw2 = 0.5qsw1 = 110.88 кН/м; qsw1-qsw2 = qsw2 = 110.88 кН/м.
Зададим длину участка с шагом хомутов sw1 равной расстоянию от опоры до второго груза l1 = 4.84 м и проверим условие п. 3.50 [4] при значении c, равном расстоянию от опоры до третьего груза: с = 6.04 м > l1.
Поскольку 2h0 + l1 = 2∙1.16 + 4.84 = 7.16 м > с = 6.04 м, значение Qsw определяем по формуле (3.63) [4], принимая c0 = 2h0 = 2.32 м:
(5.16)
При с = 6.76 м > 3h0 = 3∙1.16 = 3.48 м значение Qb соответствует его минимальному значению:
(5.17)
Соответствующая поперечная силаQ3 = 19.63 кН (см. рис. 5.2 б).
, т.е. прочность наклонного сечения обеспечена.
Таким образом, длину приопорных участков с шагом хомутов 300 мм принимаем l = 4.84 м при шаге хомутов 600 мм в пролетном участке.