2.3.2 Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли

Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 218 A-II (A_sл = A_sп = 509 мм² > 448 мм²).

В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6 – 6, для которого у левой и правой граней принимаем продольную арматуру из 3 16 A-II (A_sл = A_sп = 603 мм² > 560 мм²).

Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 5 мм класса Вр-I, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом 300 мм (не более 20d = 360 мм).

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

Для надкрановой части колонны имеем: N = 532,31, N_l = 426,47 кН, N_sh = 0. Поскольку нет нагрузок продолжительного действия, то расчетные сопротивления бетона принимаем с γ_b = 0,9 (при заданной влажности 55 %). Размеры сечения b = = 600 мм; h = 400 мм. Назначая a = a’ = 40 мм, получим h₀ = h – a = 400 – 40 = 360 мм.

Расчетная длина надкрановой части колонны l₀ = 4,95 м. Т. к. l₀/h = 4950/400 = = 12,375 > 4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Находим значение случайного эксцентриситета: e_a ≥ h/30 = 400/30 = 13,33 мм; e_a ≥ ≥ H₂/600 = 3300/600 = 5,5 мм; e_a ≥ 10 мм. Принимаем e_a = 13,33 мм. Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны: M = Ne_a = = 920,12*10³*13,33 = 12,265 кН*м; M_l = N_le_a = 605,68*10³*13,33 = 8,074 кН*м.

Для определения N_cr вычисляем: M_1l = N_l(h₀ – a’)/2 + M_l = 605,68*(0,36 – 0,04)/2 + + 8,074 = 104,98 кН*м; M₁ = N(h₀ – a’)/2 + M = 920,12*(0,36 – 0,04)/2 + 12,265 = =159,48 кН*м; φ_l = 1 + 1*M_1l/M₁ = 1 + 104,98/159,48 = 1,658 < 2; μ = (A_s + A’_s)/(bh) = (509 + 509)/(600*400) = 0,00424; так как e_a/h = 13,33/400 = 0,0333 < δ_e,min = 0,5 – - 0,01*12,375 – 0,01*17 = 0,206, принимаем δ_e = δ_e,min = 0,206.

η = 1/(1 – N/N_cr) = 1/(1 – 920,12/7613) = 1,137;

e = e₀η + (h₀ – a’)/2 = 13,33*1,137 + (360 – 40)/2 = 161,1 мм.

Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем x =N/(R_bb) = 920,12*10³/(17*600) = 90,2 мм. Так как x < ξ_Rh₀ = =0,57*360 = 206,3 мм, то прочность сечения проверяем по условию (108) [3]: R_bbx(h₀– 0,5x) + R_scA’_s(h₀ – a’) = 17*600*52,2*(360 – 0,5*52,2) + 280*509(360 – 40) = =223,4 кН*м > Ne = 920,12*0,1611 = 148,14 кН*м, т. е. прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.

При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, учитываем только угловые стержни по 2 16 A-II (A_s = A’_s = 402 мм²). В этом случае имеем размеры сечения: b = 600 мм; h = =400 мм, l₀=10,05. Назначая a = a’ = 40 мм, получим h₀ = h – a = 400 – 40 = 360 мм.

Для надкрановой части колонны имеем: N = 960,12 кН, N_l = 605,68 кН, N_sh = =259,18 кН.

Расчетная длина надкрановой части колонны l₀ = 10,05 м. Т. к. l₀/h = 10500/400 = = 26,25 > 12,375, то проверку можно не выполнять..

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 ψ = 0,85, или Q = G₆ + D_maxψ = 48,4 + 205,7*0,85 = 223,25 кН.

Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе в соответствии с п. 3.99 [3]. Поскольку 2,5R_btbh₀ = = 2,5*1,2*400*1310 = 1572 кН > 223,25 кН, то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса A-I, 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/(h₀R_s) = 223,25*10³*450/(1310*280) = 274 мм². Принимаем 3 14 A-II (A_s = 339 мм²).