1.3.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования.

Решение.

Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 218 А-2 (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 316 А-2 (A_sл=603 мм²>528 мм²), а наиболее напряженной грани справа - 416 А-2 (A_sл=804 мм²>775 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=320 мм).

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

Для надкрановой части колонны имеем: N=322,48 кН,N_l=277,24 кН,N_sh=0 кН. Поскольку, нет нагрузок непродолжительного действия то расчетные сопротивления бетона принимаем_b2=0,9 (для влажности 55%). Размеры сечения:b=400 ммh=600 мм. Назначаем а=а’=40 мм, получимh_o=h-a=600-40=560 мм.

Расчетная длина надкрановой части колонны l_o=5,85 м (см. табл. 1.1). Так какl_o/h=5850/600=9,75>4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Находим значение случайного эксцентриситета: е_аh/30=600/30=20 мм;

е_аH₂/600=3900/600=6,5 мм; е_а10 мм. Принимаем е_а=20 мм. Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны:

M=Nе_а=322,2210³20=6,44 кНм;M_l=N_lе_а=277,2410³20=5,54 кНм.

Для определения N_crвычисляем:

M_1l= N_l(h_o-a’)/2+ M_l=277,24(0,56-0,04)/2+5,54=77,62 кНм

M₁= N_l(h_o-a’)/2+ M=322,48(0,56-0,04)/2+6,44=90,28 кНм

_l=1+0,977,62/90,28=0,87<2;=(A_s+A’_s)(bh)=(509+509)/(400600)=0,00424; так как

е_а/h=20/600=0,0333<_e,min=0,5-0,0114,625-0,0119,5=0,158, принимаем_e=_e,min=0,158.

Коэффициент будет равен=1/(1-N/N_cr)=1/(1-322,48/8229)=1,04

Вычисляем значение эксцентриситета с учетом прогиба элемента по формуле:

е=е_о+(h_o-a’)/2=201,04+(560-40)/2=280,8 мм.

Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем х=N/(R_bb)=322,4810³/(18,7400)=43,11 мм. Так какх<_Rh_o=0,534560=299 мм, то прочность сечения проверяем по условию (108) [3]:

R_bbх(h_o-0,5х)+R_scA’_s(h_o-a’)=18,740043,11(560-0,543,11)+280509(560-40)=247 кНм <Nе= =322,480,2808=90,55 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 216 А-3 (A_s=A’_s=402 мм²). В этом случае имеем размеры сечения:b=700 ммh=400 мм и расчетную длинуl_o=6,6 м (см. табл. 1.1), а расчетными усилиями в сечении 6-6 будут:N=745,18 кН,N_l=409,97 кН,N_sh=335,21 кН. Поскольку в данном примере отношениеl_o/h=6600/400=16,5<17,7, то проверку можно не выполнять, так как прочность обеспечена.

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=46+478,90,85=453,1 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1,24001160=1392 кН>Q= 453,1 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)=453,110³450/(1160280)=578 мм², принимаем 316 А-2 (A_s=603 мм²).