3.5 Расчет консоли колонны:

Считается, что нагрузка на консоль передается по оси симметрии подкрановой балки. Величина силы определяется как сумма максимального давления крана и веса подкрановой балки: Q_k=D_max+F_3.=337,8+42,8=380,6кН.

Требуемая высота консоли определяется из следующих условий: а) см.(рабочая высота консоли), гдеk_u=1 для крана среднего и легкого режимов работы; см. б)см.(рабочая высота консоли)

Конструктивно: в)см(рабочая высота консоли).

г) Из условия: , гдеh-высота консоли

см.

Принимаем h=60см; h₀=60-4=56см.

h_k=h-l_ktg45=60-40*1=20см≥(1/3)h=20

l_k=40см принята по конструктивным соображениям.

Момент у основания консоли:

кНм.

Площадь растянутой арматуры: см².

Принимаем 218A-III с A_s=5,09см².

При h=60см>2,5а=2.5*20=50см консоль армируется отогнутыми стержнями и горизонтальными хомутами. Площадь отогнутых стержней и хомутов: см².

Принимаем: f_o.c.=1,54см² (47A-III) – отогнутый стержень;

f_x=3,08см²(87A-III) – хомуты.

Шаг горизонтальных хомутов S_xсм. Принимаем S_x=12см (<20см). Схема армирования консоли представлена на рис.1. Схема армирования колонны представлена на рис.2.

Диаметр поперечной арматуры в надкрановой части колонны принят: мм).

Шаг хомутов в подкрановой части мм(<500мм). ПринимаемS_в=320мм. Диаметр поперечной арматуры в подкрановой части колонны . Шаг хомутов в подкрановой частимм (<500мм). ПринимаемS_н=360мм.

Оголовок колонны армируется косвенной сеткой на высоту, равную ширине колонны в=40см (4 сетки с шагом 120мм из 4 Вр-I ячейки 60х60мм).Ведомость стержней смотреть в таблице 1 (после расчета фундамента).

Схема армирования консоли (М1:10)

Рис.1

Схема армирования колонны (М:20)

(закладные детали крепления стеновых конструкций не показаны)

Рис.2

3.6.Проверка прочности колонны при снятии с формы и при монтаже

3.6.1 При снятии с формы:

Нагрузки принимаются с коэффициентом перегрузки n=1,5. Интенсивность нагрузки от собственного веса колонны:

− подкрановая часть: q₁=1.5·γ·в·h_н=1,5·24·0,4·0,8=11,52кН/м.

− надкрановая часть: q₂=1.5·γ·в·h_в=1,5·24·0,4·0,6=8,64кН/м.

Расчетная схема колонны при снятии с формы (1:100)

кНм

кНм

кНм

Несущая способность сечения определяется как для балки с двойной арматурой (т.е. без учета работы сжатой зоны бетона), найденной ранее из расчета по прочности.

Сечение нижней части колонны (1-1): кНм>M₁=51,84кНм

Сечение верхней части колонны (2-2):

кНм>M₂=38,88кНм

Следовательно, прочность колонны при снятии с формы обеспечена.

3.6.2. При монтаже колонны.

Монтаж колонны ведется в положении на «ребро» за одну точку. Расчетные нагрузки те же, что и в 3.6.1.

Расчетная схема колонны при монтаже (М1:100).

кНм.

кНм.

Несущая способность сечения 3’-3’:

кНм>M₁=63,02кНм

Несущая способность сечения 3-3:

кНм>M₂=99,53кНм

Следовательно, прочность колонны при монтаже обеспечена.

4. Конструкционный расчет внецентренно сжатого фундамента.

4.1. Исходные данные:

Характеристики материалов:

Бетон класса В15: R_в=8,5МПа, R_bt=0.75 МПа, γ_в2=1,1, R_b,ser=8.5МПа, E_b=2,1·10⁴ МПа.

Арматура класса A-III: R_s=R_sc=365МПа

A-I: R_s=R_sc=210МПа R_sw=170МПа.

В расчете рассматриваем все три комбинации расчетных усилий в сечении 3 на уровне обреза фундамента (отм. -0.15).

Имеем:

М₁=263,81 кНм N₁=996,37 кН Q₁=33,03кН

М₂=-241,55 кНм N₂=637,9 кН Q₂=-13,41кН

М₃=66,96 кНм N₃=996,37 кН Q₃=6,82кН

Нормативные значения усилий при усредненном коэффициенте перегрузки γ_f=1,2.

.

Нагрузка от стеновых панелей и остекления (F₅’’) и веса фундаментной балки (G_фб.) на уровне обреза фундамента:

Эксцентриситет

Определяем более невыгодную комбинацию усилий на уровне подошвы фундамента без учета естественного веса фундамента (см. схему). На схеме показаны положительные направления усилий на уровне обреза фундамента.

Для Iгр. предельных состояний

Для IIгр. предельных состояний

Схема нагрузок на уровне обреза фундамента

От 1-й комбинации усилий:

От 2-й комбинации усилий:

От 3-й комбинации усилий:

Моменты не рассматриваем.

Выбираем для расчета усилия на уровне подошвы фундамента:

Соответствующие усилия на обрезе фундамента: ,,

4.2. Определение размеров подошвы фундамента

Определение размеров подошвы выполняем по формулам табл.XII.1 (В.Н.Беляев и Э.Е.Сигалов). Примем соотношение сторон подошвы m=в/а=0,8, после чего найдем коэффициент k:

,

Где кН/м³ – усредненный объемный вес фундамента и грунта на его уступах;

R₀=0,28МПа – условное расчетное сопротивление грунта;

Н_з=Н_f+0.15=1,7+0,15=1,85м;

м (эксцентриситет силы на уровне подошвы фундамента без учета массы фундамента).

м

Принимаем а=2,7м (кратно 0,3);

в=0,8*2,7=2,16м. Принимаем в=2,4(кратно 0,3м).

Проверка принятых размеров. Усилие и момент на уровне подошвы: кН.

кНм.

Значение краевых давлений под подошвой :

МПа (в центре фундамента).

4.3. Проверка высоты фундамента из условия прочности на продавливание.

Высота фундамента определяется разностью между отметкой глубины заложения фундамента (-1.85) и его обреза (-0.15), т.е. Н_ф=1,7м. Колонна заглублена на 0,9м от обреза фундамента(>h_н=0,8м>1,5в_к=1,5*0,4=0,6м). Следовательно, высота от низа колонны до центра тяжести растянутой арматуры равна H₀=H_ф-0,9-а=1,7-0,9-0,05=0,75м. (см.рис.3).

Условие продавливания:

, где Р=N-A_оснP_ср(сила продавливания);

N=N₁=996,37кН (расчетная нагрузка на уровне обреза фундамента).

А_осн=(h_к+2h₀)(в_к+2h₀)=(0,8+2*0,75)(0,4+2*0,75)=4,37м².

Р_ср=0,173МПа (давление грунта в центре фундамента).

Тогда Р=996,37-4,37*173=240,36кН.

Определяем несущую способность фундамента по образованию наклонных трещин (по грани пирамиды продавливания) n_ср=2(h_к+в_к+2h₀)=2(0,8+0,4+2*0,75)=5,4м. (средний периметр призмы продавливания).

кН=3037,5кН (несущая способность фундамента на продавливание). Р=240,36кН < R_btn_срh₀=3037,5кН. Условие прочности выполняется.

4.4. подбор рабочей арматуры вдоль большей стороны фундамента (а).(см.рис.3)

Расчетные усилия на уровне подошвы фундамента: кНм.

кН.

Фундамент. Схема приложения нагрузок. Армирование (М1:20).

Расчетная нагрузка на уровне обреза фундамента (-0.15):

М=263,81кНм

N=996,37кН

Q=30,03кН

N_ст=63,31кН

(Рис.3)

Значение давлений в сечениях 1-1, 2-2, 3-3:

Изгибающие моменты в сечениях 1-1, 2-2, 3-3 определяем от реактивного отпора грунта как в консоли:

Необходимая площадь сечения арматуры:

По конструктивным соображениям при см²>А_s2=6,19см²

Принимаем конструктивно 1212A-III, A_s=15,76см² шаг 200мм(Рис.3, поз.1).