3.2 Конструирование продольной и поперечной арматуры в колонне и расчет подкрановой консоли

Конструирование арматуры колонны выполняется 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[8], диаметр продольных рабочих стержней в колонне должен быть не менее 16 мм, а в подкрановой консоли – не менее 12 мм. Поперечная арматура консоли должна быть класса A240 (по требованию программы). Выполним конструирование арматуры колонны по оси Б по результатам автоматизированного расчета сечений, приведенным на рисунке 3.31.

Анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 2Ø18А500 (A_sл=A_sп=509 мм² > 725 мм²). В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 6 – 6, для которого у левой грани принимаем продольную арматуру 3Ø18А500(Asл =763 мм² > 725 мм²), а у наиболее напряженной грани справа – 3Ø18A500 (Asп=763 мм² >725 мм²). Схемы расположения стержней в сечениях приведены на рисунке 3.33. Поперечную арматуру в надкрановой части колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 6 мм класса В500, а в подкрановой – диаметром 6 мм, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом не более 15d , 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=595,09 кН; N_l=539,74 кН. Размеры сечения: b=600 мм, h=400 мм. Назначая а=а'=50 мм, получим h₀=h–а=400–50=350 мм. Расчетная длина надкрановой части колонны l₀=5,25 м (см. табл. 3.1). Так как l₀ /h=5250/400=13,125 < 20 и класс бетона В20 < B35, то проверку прочности выполним в соответствии с п. 3.58[8] как для сжатого элемента на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом.

Вычисляем: α_s=R_scA_s,tot/(R_bA)=435·1018/(11,5·240000)=0,160, где A_s,tot= =A_sл+A_sп=509+509=1018 мм² и А=bh=400·600=240000 мм². При N_l/N =539,74 /595,09 =0,907 по таблице IV.3 приложения IV находим значения коэффициентов φ_b=0,852 и φ_sb = 0,8478. По формуле (3.98)[8] находим коэффициент φ=φ_b+2(φ_sb−φ_b) α_s=0,852+2(0,8478 – 0,852)0,16=0,864> φsb = 0,8478. При φ = 0,864 несущая способность расчетного сечения колонны, вычисленная по формуле (3.97)[8] будет равна: Nu=φ(R_bA+R_scA_s,tot)=0,864(11,5·240000+435·1018)=2767 ·10³ Н =2767 кН > N = 595,09 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=800 мм, h=400 мм и расчетную длину l₀=6,92 м (см. табл. 3.1), а расчетными усилиями в сечении 6 – 6 будут: N=595.09 кН; Nl=539,74 кН. Поскольку в данном примере отношение l₀ /h =6692/400=16,73<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 [6] производим расчет прочности подкрановой консоли (рис. 3.32) 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=G₆+D_max ψ=48,4+435,34·0,85=418,4 кН (см. раздел 3.1). плиты Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе. Поскольку 2,5R_btbh₀= 2,5·0,9·400·1210=1089·10³ Н=1089кН > Q=418,4кН, 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)[6]: A_s = Q_l1/(h₀R_s) = 418,4·10³·500/(1210·435) = 397,5 мм². Принимаем 3Ø14А500 (A_s=462 мм²).