Расчет подкрановой части колонны.

 

Размеры сечения подкрановой части колонны (для принятого при компоновке типа опалубки 4) b = 400 мм, h = 700 мм.

Назначаю для продольной арматуры ,

тогда .

Комбинации расчетных усилий приняты из табл. 2.6 и приведены в табл. 3.3 (усилия уменьшены вдвое).

Комбинации усилий для подкрановой части колонны

Таблица 3.3

 

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
			Nтаx
М, кНм	96,33	-57,15	93,66
N, кН	721,7	777,3	940,6
Q, кН		15,6	15,9

 

Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых:

 М' = -2,34/2 =-1,17 кН·м; N'= 1231,8/2 = 615,9 кН;

Усилия от продолжительных нагрузок:

  М _l = -0,6/2 = -0,3 кН·м; N _l = 868,28/2 = 434,14 кН.

 

При наличии знакопеременных моментов армирование подкрановой части колонны также принимаем симметричным. Подбор арматуры выпол­ним для комбинации N_таx.

Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части в плоскости изгиба  при учете крановых нагру­зок и  без их учета. При минимальной гибко­сти  необходимо учитывать влияние прогиба на несу­щую способность колонны.

Устанавливаем коэффициент условий работы бетона :

Так как | М | = 195,9 кНм < 0,82-| М | = 0,82·394,6 = 323,6 кН·м, то коэффициент   = 1,1 и  = 18,7 МПа. Случайные эксцентриситеты:

е_а1 = l ₀ / 700 = 9,68 / 700 = 0,016 м;

е_а2= h / 30 = 0,7 / 30 = 0,023 м;

е_а3 = 0,01 м.

Проектный эксцентриситет е₀ = | М |  / N = 93,6 / 940,6 = 0,1 м > е_а = 0,023 м - случайный эксцентриситет не учитываем, так как колонна является; элементом статически неопределимой системы.

Находим условную критическую силу N_{с r} и коэффициент η:

1. ;

;

δ_е = 0,143 > δ_{е, min} = 0,175 - в расчет вводим δ_е = 0,175.

2. Моменты М и М _l разных знаков, а е₀ =100 мм > 0,1· h =

= 0,1·700 = 70 мм, тогда коэффициент =1.

5. В первом приближении принимаем μ = 0,005.

6. Условная критическая сила

 

Сечение достаточно.

5.  Коэффициент увеличения начального эксцентриситета

η=1 / (1-N / N_cr)=1 / (1-940,6 / 14697,1)=1,068

6.  Расчетный эксцентриситет продольной силы

e=e₀η+0,5h - a=100·1,068+0,5·700 – 30 = 427 мм.

7. Вспомогательные коэффициенты:

;

 

Требуемая площадь сечения продольной арматуры

т.е. арматуру принимаем по конструктивному минимуму:

.

Принимаем по 3Ø16 А-III () у коротких граней подкрановой части колонны. У широких граней предусматриваем по 1Ø12 А-Ш с тем, чтобы расстояния между продольными стержнями не превышали 400 мм.

Тогда получаю , что незначительно отличается от предварительно принятого , следовательно, расчет можно не уточнять.

 Принимаем по 3Ø16 А-III () у коротких граней подкрановой части колонны. У широких граней предусматриваем по 1Ø12 А-Ш с тем, чтобы расстояния между продольными стержнями не превышали 400 мм.

Расчет из плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части из плоскости изгиба . Так как гибкость из плоскости   = 5,16 / 0,4 = 10,9 меньше минимальной гибкости в плоско­сти изгиба  = 11,1, расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.

 

Расчет крановой консоли

На крановую консоль колонны ряда А действует сосредоточенная сила от веса подкрановой балки и вертикального давления кранов.

Размеры консоли: h _с = 1200 мм; l _С = 600 мм; а = 300 мм; h ₀ = 1160 мм. Подкрановые балки с шириной опорной площадки 340 мм опираются поперек консоли, тогда l_{s ир} = 340 мм; l ₁ = 340 мм. Так как на консоль действуют нагрузки малой суммарной продолжительности, то рас­четные сопротивления бетона принимаем с коэффициентом  =1,1;  = 18,7 МПа;   = 1,32 МПа.

Так как Q _с = 381,3 кН < 2,5  = 2,5·1,32·400·1160 = 1531,2 кН, прочность бетонного сечения консоли достаточна и поперечное армирование ее выполняется по конструктивным требованиям п. 5.77 [5].

При h _с = 1200 мм > 2,5·а = 2,5·300 = 750 мм поперечное армирование принимаем в виде горизонтальных хомутов из стержней Ø6 А-III с шагом 150 мм по высоте консо­ли.

 

Проверим по п. 3.93 [5] бетон консоли под опорой подкрановой бал­ки на местное сжатие (смятие) из условия

             

для чего последовательно определяем:

- площадь смятия

;

- расчетная площадь смятия

;

- ;

 - расчетное сопротивление бетона смятию

,

Проверяем условие:

, следовательно, смятие бетона консоли не произойдет.

Требуемая площадь сечения продольной арматуры консоли:

Принимаем 2Ø16 А-III (А _s = 402 мм  ). Для надежной анкеровки продольной арматуры она должна быть заведена за грань колонны на длину не менее чем          l _ап = 36 d = 36·16 = 576мм. < h = 600 мм,следовательно требуемая длина анкеровки достаточна.

4.5. Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадиях подъма, транспортирования и монтажа

В процессе подъема, транспортирования и монтажа характер работы колонны и ее расчетные схемы принципиально отличаются от таковых в стадии эксплуатации: колонна работает на изгиб по схеме одно — или двухконсольной балки с высотой поперечного сечения, равной ширине сечения колонны. Кроме того, отпускная прочность бетона может состав­лять не более 80 %.

Рис. 3.3. Расчетные схемы колонны:

а - при подъеме и перевозке; б - на стадии монтажа

Места расположения строповочных отверстий в стволе колонны можно установить из расчета по образованию трещин, примерный порядок которого приведен ниже.

1. Предельный момент, воспринимаемый сечением с симметричным
армированием при изгибе

в надкрановой части: ; здесь А _s = 509 мм² (2Ø18 А-III); h ₀ = 400 - 30 = 370 мм;

в подкрановой части: ; здесь А _s = 515,1 мм² (2Ø16 + 1Ø12) А-III - площадь сечения продольных стержней у широкой грани колонны.

2. Погонная нагрузка от собственного веса колонны с учетом коэф­фициента динамичности, равного при подъеме

в надкрановой части ;

в подкрановой части .

3. Момент образования нормальных трещин

в надкрановой части ,

где   = 1,55 МПа для бетона с отпускной прочностью, равной 80% про­ектной, т.е. для класса В 24;

;

;

; .

в подкрановой части: ,

где ;

;

; .

4. Расстояния от торцов колонны до строповочных отверстий

в надкрановой части ;

в подкрановой части .

Принимаем в надкрановой части , а в подкрановой ; тогда

 и , а максимальный момент в пролете составит

, т.е. при подъеме в наиболее напряженных сечениях колонны трещины не образуются.

При транспортировке коэффициент динамичности , тогда

 и . Расстояния до прокла­док из условия отсутствия трещин составят:

 и ;

момент в пролете М = 38,85 кН·м < М _crc = 93,9 кН·м, т.е. и при транспортировке колонны трещины в ней не образуются.

При установке колонны в проектное положение ее расчетная схема принимается по рис. 3.3, б.

 Изгибающий момент в месте строповки

M _А = 8,4·4,5²/ 2 = 85,1 кН·м < М_и = 63,2 кН·м,

 а в середине пролета

M = 9,8·7,2²/ 8 – 85,1 / 2 = 20 кН·м < М_и = 63,9 кН·м.

 Кратковременная ширина раскрытия трещин в месте строповки

Условие по раскрытию трещин выполняется.