Конструирование продольной и поперечной арматуры в колонне и расчет подкрановой консоли

 

Методические указания. Конструирование арматуры колонны выполня- ется на основе результатов расчета всех опасных сечений, полученных от ЭВМ или выполненных самостоятельно, а также расчета прочности подкрановой консоли.

В пределах каждой части колонны продольная арматура конструируется постоянного сечения. Принятая арматура должна удовлетворять требованиям прочности колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме. Согласно требованиям п. 5.17[7], диаметр продольных рабочих стержней в колонне дол- жен быть не менее 16 мм, а в подкрановой консоли – не менее 12 мм. Попереч- ная арматура консоли должна быть класса A240 (по требованию программы).

В качестве примера выполним конструирование арматуры колонны по оси А по результатам автоматизированного расчета сечений, приведенным на ри- сунке 31.

Решение. Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арма- туру по 2Ø18А400 (A sл =A sп = 509 мм2 > 440 мм2).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6 – 6, для      которого у левой грани принимаем продольную арматуру 3Ø22А400(A sл =1140 мм2 > 1045 мм2), а у наиболее напряженной грани справа – 4Ø22A400 (A sп = 1520 мм2 >1412 мм2). Схемы расположения стержней в сечени- ях приведены на рисунке 3.33.

Поперечную арматуру в надкрановой части колонны по условию свари- ваемости принимаем диаметром 5 мм класса В500, а в подкрановой – диамет- ром 6 мм, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом не бо- лее 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 =341,01 кН; N l = 313,87 кН. Раз- меры 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=5,85 м (см. табл. 1). Так как l 0 / h = 5850/400=14,62 < 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 sc A s,tot / (R b A)=350·1018/(14,5·240000)=0,102,где        A s,tot =

= A sл + A sп = 509+509=1018 мм2  и А= bh = 400·600=240000 мм2.

При N l / N =313,87/341,01=0,920 по таблице IV.3 приложения IV находим значения коэффициентов   φ b = 0,815 и φ sb   = 0,866. По формуле (3.98)[7] находим коэффициент φ =φ b +2(φ sb −φ b) α s =0,815+2(0,866 – 0,815)0,102=0,825< φ sb   = 0,866. При φ = 0,825 несущая способность расчетного сечения колонны, вычис-

ленная по формуле (3.97)[7] будет равна:

N u = φ (R b A+R sc A s,tot)=0,825(14,5·240000+350·1018)=

=3165 ·103 Н =3165 кН > N = 341,01 кН,

следовательно, прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпенди- кулярной поперечной раме, обеспечена.

При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпен- дикулярной плоскости изгиба, имеем размеры сечения: b =700 мм, h =400 мм и расчетную длину l 0=6,6 м (см. табл. 1), а расчетными усилиями в сечении 6 – 6 будут: N =917,74 кН; N l =449,26 кН. Поскольку в данном примере отноше- ние l 0 / h =6600/400=16,5<17,7 (при расчете сечения 6 – 6 в плоскости рамы), то проверку можно не выполнять, так как прочность обеспечена и при большей гибкости.

В соответствии с п. Ж.1 [5] производим расчет прочности подкрановой консоли (рис. 32) на действие нагрузки от собственного веса подкрановых ба- лок и максимального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учетом коэффициента сочетаний ψ =0,85.

Q = G 6 + D max ψ = 46+522,4·0,85=490,0 кН (см. раздел 3.1).

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=1218·103 Н=1218кН > Q = 490,0 кН,

то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требова- ниям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса A240, устанавливаемые с мак- симально 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) = 490,0·103·450/(1160·350) = 543 мм2.

Принимаем 3Ø16А400 (A s = 603 мм2).

 

 

Рис. 32. К расчету подкрановой консоли

 

Теперь снова можно проверить свою самостоятельную работу, заполнив соответствующий контрольный талон, как это сделано для рассматриваемого примера на рис. 33.

При успешной работе можно в награду получить от ЭВМ значения усилий для расчета основания и фундамента под колонну. Пример армирования колон- ны дан на рис. 34.