Конструирование продольной и поперечной арматуры в колонне и расчёт подкрановой консоли

Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 2 Ø 18А500 (A _sл =A _sп = 509 мм² > 440 мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 4 - 4, для которого у левой грани принимаем продольную арматуру 4Ø 16А500(A _sл =804 мм² > 680 мм²), у наиболее напряженной грани справа – 4Ø 16A500 (A _sп = 804 мм² > 680 мм²). Схемы расположения стержней в сечениях приведены на рисунке 3.33. Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 8 мм класса В500, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом не более 15 d, где d – минимальный диаметр сжатых продольных стержней.

Выполняем проверку принятого продольного армирования на прочность в

плоскости, перпендикулярной раме, при действии максимальных продольных

сил.

Для надкрановой части колонны имеем: N =647, 52 кН; N_l= 552, 27 кН. Размеры сечения: b =600 мм, h =400 мм. Назначая а=а'= 50 мм, получим h ₀ =h – а =400–50=350 мм.

Расчетная длина надкрановой части колонны l ₀=4, 95 м (см. табл. 1.1). Так как

l ₀ / h= 4950/400=12, 375 < 20 и класс бетона В25 < B35, то проверку прочности выполним в соответствии с п. 3.58[7] как для сжатого элемента на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом. Вычисляем: α _s = R_scA_{s, tot}/ (R_bA)= =435·1018/(14, 5·600·400)=0, 12725, где A_{s, tot} = A _sл +A _sп = 509+509=1018 мм².

При N_l / N =552, 27/647, 52=0, 853 по таблице IV.3 приложения IV[1] находим значения коэффициентов φ _b= 0, 8689 и φ _sb = 0, 8962. По формуле (3.98)[7] находим коэффициент φ =φ _b +2(φ _sb− φ _b) α _s = 0, 869+2(0, 896 – 0, 869)*0, 12725=0, 876< φ _sb = 0, 8962.

При φ = 0, 876 несущая способность расчетного сечения колонны, вычисленная по формуле (3.97)[7] будет равна:

Nu = φ (R_bA+R_scA_{s, tot})= 3436 кН > N = 647, 52 кН, следовательно, прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.

При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, имеем размеры сечения: b =900 мм, h =400 мм и расчетную длину

l ₀=9 м (см. табл. 1.1), а расчетными усилиями в сечении 4 – 4 будут: N =1137, 94 кН; N_l =767, 56 кН. Поскольку в данном примере отношение

l ₀ / h =9000/400=22, 5< 18, 75 (при расчете сечения 4 – 4 в плоскости рамы), то проверку можно выполнять, так как прочность обеспечена и при большей гибкости. α _s = R_scA_{s, tot}/ (R_bA)= =435·1608/(14, 5·900·400)=0, 134, где A_{s, tot} = A _sл +A _sп = 804+804=1608 мм².

При N_l / N =767, 56/1137, 94=0, 6745 по таблице IV.3 приложения IV[1] находим значения коэффициентов φ _b= 0, 6716 и φ _sb = 0, 7726. По формуле (3.98)[7] находим коэффициент φ =φ _b +2(φ _sb− φ _b) α _s = 0, 6716+2(0, 7726 – 0, 6716)*0, 134=0, 699< φ _sb = 0, 7726.

При φ = 0, 699 несущая способность расчетного сечения колонны, вычисленная по формуле (3.97)[7] будет равна:

Nu = φ (R_bA+R_scA_{s, tot})= 4138 кН > N = 1137, 94 кН, следовательно, прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.

В соответствии с п. Ж.1 [5] производим расчет прочности подкрановой консоли (рис.6) на действие нагрузки от собственного веса подкрановых балок и максимального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учетом коэффициента сочетаний ψ =0, 85.

Q=G_b+D_max ψ = 48, 4+217, 67·0, 85=266, 07 кН (см. раздел 1.1).

Рис. 6. К расчёту подкрановой консоли

Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе. Поскольку 2, 5 R_btbh ₀ = 2, 5·1, 05·400·1160=1218 кН > Q=266, 07 кН, то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса A240, 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 (Ж.2)[5]: A_s = Ql ₁/(h ₀ R_s) = 266, 07·10³·450/(1160·435) = 237, 28 мм².

Принимаем 3Ø 12А400 (A_s= 339 мм²).