Расчет подкрановой части колонны

 

В подкрановой части колонна состоит из двух ветвей прямоугольного сечения, соединенных распорками. Общая высота сечения подкрановой части h = h ₂ = 1200 мм, ширина b = 500 мм. Высота сечения отдельной ветви h_br = 250 мм; а = а' = 30 мм; h₀ = h_br - a = 250 - 30 = 220 мм. Расстояние между осями ветвей с = h - h_br = 1200 - 250 = 950 мм; расстояние между осями распорок S = H ₂ / n = 7,75 / 4 = 1,94 м (n = 4 - число отверстий в подкрановой части).

Рассматриваем сечение IV-IV на уровне обреза фундамента;

комбинации расчетных усилий приведены в табл. 3.4.

 

 

Таблица 3.4

Комбинации усилий для подкрановой части

Вид усилия	Величина усилия в комбинациях
Mmax	Mmin	Nmax
М, кНм	300,2	-405,8	-320
N, кН
Q, кН	-35,9	-27,2	26,6

 

Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых:

М' = 14,2 кНм; N' =1718 кН; Q' = 0;

усилия от продолжительных (постоянных) нагрузок:

М_l = 10,6 кНм; N_l = 1383 кН; Q_l = 0.

Комбинация M_max - не является расчетной. Последовательность под­бора арматуры покажем на примере комбинации N_max.

♦ Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости изгиба при учете крановых нагрузок l ₀ = ψH = ψH ₂ = 1,5 · 7,75 = 11,6 м; без учета крановых нагрузок - l ₀= 1,2 · 7,75 = 9,3 м.

Устанавливаем значение коэффициента условий работы γ_b2:

М _II =М + N · (0,5 h - a) = -320 - 2656 · (0,5 · 1,2 - 0,03) = -1834 кНм;

M _I = M'+ N' · (0,5 h - a) = 14,2 - 1718,4 · (0,5 · 1,2 - 0,03) = -965,3 кНм.

Так как | M_I | = 965,3 кНм < 0,82 | M_II | = 0,82 · 1834 = 1504 кНм, то коэффициент γ_{b 2} = 1,1 и R_b = 12,65 МПа.

При выяснении необходимости учета гибкости колонны надо иметь ввиду, что подкрановая часть колонны представляет составной решетчатый стержень, расчетная длина (или гибкость) которого не совпадает с расчет­ной длиной (гибкостью) сплошного стержня.

Приведенную гибкость подкрановой части колонны определим как для стержня составного сечения по формуле

λ_red² = λ₁² + λ_br² = 4 l_о² / с ² +12 S ² / h_br², (3.3)

откуда λ_red² = 4 · 11,6² / 0,95² + 12 · 1,94² / 0,25² = 1319, тогда приведенная гибкость λ_red = l ₀ / i_red = = 36 > 14, следовательно, необходим учет влияния прогиба элемента.

Случайные эксцентриситеты: е_{а 1} = S/ 600 = 1,94/600 = 0,003 м = 3 мм; е_{а 2}= h_br / 30 = 0,25 / / 30 = 0,008 = 8 мм и е_{а 3} = 10 мм.

Проектный эксцентриситет е ₀ = | М| / N = 320 / 2656 = 0,12 м > е_{а 3} = 0,01 м - случайный эксцентриситет не учитываем.

Определим условную критическую силу N_cr.

l. δ_е = е ₀ /h = 0,12 / 1,2 = 0,1;

δ_{е, min} = 0,5 - 0,01 l ₀ /h – 0,01 · R_b = 0,5 – 0,01 · 11,6 / 1,2 – 0,01 · 12,65 = 0,28;

δ_е = 0,1 < δ_{е, min} = 0,28 – принимаем δ_е = δ_{е, min} = 0,28.

2. Моменты М и M_l разных знаков, а эксцентриситет е ₀ = 0,12 м не меньше

0,1 · h = 0,1 · 1,2 = 0,12 мм, тогда φ ₁ = 1 [5 п.3.54].

3. В первом приближении принимаемкоэффициент армирования ветви µ = 0,01.

4. Условная критическая сила для составного сечения колонны

5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета

.

Для распределения усилия М, N, Q, найденные из статического расчета рамы, между элементами подкрановой части колонны – ветвями и распорками. В целях упрощения расчета принимают, что продольная сила распределяется между ветвями по закону рычага, а нулевые точки моментов в ветвях расположены в середине высоты панелей. В соответствии с этим усилия в ветвях колонны:

- продольные силы

N_b = N / 2 ± M · η / 2 = 2656 / 2 ± 320 · 1,239 / 0,95 = 1328 ± 417 кН, откуда

N ₁ = 1328 + 417 = 1745 кН; N ₂ = 1328 - 417 = 911 кН;

- момент от местного изгиба ветвей

M = Q ·S / 4 = 26,6 · 1,94 / 4 = 12,9 кНм.

Проектный эксцентриситет е ₀ = М / N = 12,9 / 1745 = 0,007 м меньше случайного е_{а 3} = 0,01 м. Принимаем е ₀ = е_{а 3} = 0,01 м = 10 мм. Расчетный эксцентриситет

е = e ₀+ 0,5 · h - а = 10 + 0,5 · 250 - 30 = 105 мм.

Определяем требуемую площадь сечения симметричной арматуры ветвей, предварительно вычислив следующие вспомогательные коэффициенты:

δ =a′ / h₀ = 30 / 220 = 0,136;

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры ветви

что больше A_s,min = 0,002 · 500 · 220 = 220 мм².

Коэффициент армирования незначительно отличается от первоначально принятого µ ₁ = 0,01, следовательно, коррек­тировка расчета не нужна.

Расчет подкрановой части на комбинацию M_min дает требуемую пло­щадь сечения симметричной арматуры ветви (A_s = A'_s) < 0.

Окончательно принимаем у каждой широкой грани ветви по 3 Ø14 А-III (A_s = A'_s = 462 мм²).

♦ Расчет из плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части колонны из плоскости изгиба l ₀ = 0,8 · H ₂ = 0,8 · 7,75 = 6,2 м, тогда гибкость из плоскости l ₀ /b = 6,2 / 0,5 = 12,4 больше гибкости в плоскости изгиба l ₀ / h = 11,6 /1,2 = 9,7 - следовательно, необходим расчет из плоскости; за высо­ту сечения ветви принимается ее размер из плоскости поперечной рамы, т.е.

h ≡ b = 500мм.

Так как l ₀= 6,2 м < 20 · h = 20 · 0,5 = 10 м, расчет выполняем согласно п. 3.64 [5] на действие продольной силы с учетом случайного эксцентриситета e_а = h /30 = 500 / 30 = 16,7 мм из условия

N ≤ · (R_b · A + R_sc · A_{s, tot}), (3.4)

где А - площадь бетонного сечения колонны;

A_{s, tot} - площадь всей арматуры в сечении подкрановой части колонны;

φ = φ_b + 2 · (φ_sb - φ_b) · α_s ≤ φ_sb;

Здесь φ_b, φ_sb - коэффициенты, принимаемые по табл. 26 и 27 [5] или табл. 1 и 2 прил. VI.

В подкрановой части колонны с каждой стороны, параллельной плоскости поперечной рамы, установлено по 4 Ø14 A-III (A_s= A_s′ = 616 мм²), при этом площадь промежуточных стержней равна 1 / 3 площади всей продольной арматуры. При отношении N_l / N = = 1383 / 2656 = 0,52 и гибкости в плоскости l ₀ / h = 12,4 по табл. 1 и 2 прил. VI находим коэффициенты φ_b = 0,88 и φ_sb = 0,89. Тогда при A_{s, tot} = 1847 мм² (12 Ø14 А-III)

φ = 0,88 + 2 · (0,89 - 0,88) · 0,213 = 0,884 < φ_sb = 0,89.

Проверяем условие (3.4)

N = 2656 кН < 0,884 · (12,65 · 500 · 2 · 250 + 365 · 1847) = 3391 · 10³ Н = 3391 кH - прочность сечения из плоскости изгиба обеспечена.

 

Расчет распорки

Размеры сечения распорки: b_s = 0,5 м; h_s = 0,4 м; а = а′ = 0,4 м, h ₀ = 0,36 м. Наибольшая поперечная сила в подкрановой части колонны действует в комбинации М_mах и равна Q = 35,9 кН.

Усилия в распорке: M_s = Q · S / 2 = 35,9 · 1,94 / 2 = 34,8 кНм;

Q_s = Q · S/c = 35,9 · 1,94/0,95 = 73,3 кН.

Продольную арматуру распорки подбираем как для изгибаемого элемента прямоугольного профиля. Так как эпюра моментов в распорке двузначная, принимаем симметричное армирование

Принимаем по 2 Ø14 А-III (A_s = A_s′ = 308 мм²).

Необходимость поперечной арматуры в распорке проверяем из условий, обеспечивающих отсутствие наклонных трещин:

Q_s = 73,3 кН < 2,5 · R_bt · b · h₀ = 2,5 · 0,99 · 500 · 360 = 445 500 Н = 445,5 кН;

Q_s = 73,3 кН < φ_b4 · (1+ φ_n) · R_bt · b · h₀² /c = 1,5 · (1 + 0) · 0,99 · 500 · 360² / 900 = 106920 Н ≈ 107 кН

R_bt = 1,1 · 0,9 = 0,99 МПа; φ_n = 0; с = с_max = 2,5 · h ₀ = 2,5 · 360 = 900 мм. Оба условия выполняются, т.е. поперечная арматура по расчету не нужна. Конструктивно принимаем хомуты Ø6 А - I с шагом S = 150 мм.

Армирование надкрановой части, ветвей и распорок колонны выполняется пространственными каркасами, собранными из плоских (рис. 3.4 и а 5). Оголовок колонны усиливается сетками косвенного армирования (не менее 4-х сеток на длине не менее 150 мм и не менее 10 d) из стержней Ø 6 А-III.

Верхняя распорка армируется продольными и поперечными стержнями и отгибами.

Рис. 3.4. Размеры и армирование колонны ряда Б

 

 

Рис. 3.5. Арматурные изделия колонны ряда Б

 

 

ГЛАВА 4. ФУНДАМЕНТЫ

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: