гибкость в плоскости изгиба,
расчет из плоскости поперечной рамы не выполняют. Поперечную арматуру в
подкрановой части устанавливают конструктивно, так как площадь поперечного
сечения подкрановой части больше, чем надкрановой.
Расчет подкрановой консоли
Размеры консоли принимают с
учетом конструктивных требований и из условия опирания и крепления подкрановых
балок. Тогда
hk =1,45
м; b=0,5м; а = а' = 0,04 м; - h.0к=
1,41 м; lc=0,55; ac = 0,2 м.
Сечение подкрановой консоли
рассчитывают от действия нагрузок: от веса подкрановой балки и подкранового
рельса 138,7 кН и вертикальной крановой нагрузки 733,6 кН. Тогда Qс =138,7+733,6=872,3 кН.
Проверяют принятые размеры
консоли в опорном сечении по формулам (103) и (104):
Следовательно, размеры достаточны. Поперечное
армирование консоли принимают в соответствии с конструктивными требованиями.
Прочность бетона на смятие по формуле (105)
Прочность бетона на смятие обеспечена.
Рисунок 1 - Опалубочный чертеж и армирование колонны
Определяют площадь сечения продольной арматуры,
принимая одинаковое её количество в растянутой и сжатой зонах. При этом
изгибающий момент у грани колонны
Мс= 872300·200 = 174460000 Н·мм;
.
Принимают 3Ø12 А-Ш, As = A′s= 3,39 см2.
Поперечную арматуру
устанавливают согласно конструктивным требованиям. Опалубочный и арматурные
чертежи колонны приведены на рисунке 1 и 2, закладных деталей - на рисунке 3.
1.4 Пример расчета и
конструирования двухветевой колонны
Надкрановая часть колонны
Сечение прямоугольное:
bb = 0,5 м; h g = 0,6 м; a = a′ = 0,04 м; ho = 0,6 - 0,04 = 0,56 м.
Расчет в плоскости поперечной рамы
Расчетная длина надкрановой части l0 = 2Н1= 2·4,0 = 8,0.
Гибкость надкрановой части l0/h1= 8,0/0,6 =13,3> 4. Следовательно,
необходимо учитывать влияние прогиба на величину эксцентриситета продольной
силы.
расстояние между осями ветвей с=0,95 м; расстояние между осями распорок s=H1/nc=8,15/4=2,04.
Расчётная длина подкрановой части l0=1,5·H2=1,5·8,15=12,22 м.
Подбор продольной арматуры производят по наибольшим расчётным усилиям в
сечениях III-III и IV-IV.
Расчёт в плоскости поперечной рамы
Первоначально расчёт производят на следующую комбинацию усилий:
М = -249,6 кН·м; N = 1530,0 кН; Q=79,87
кН;
М′ = 46,2 кН·м; N′ = 884,1 кН.
Определяют моменты внешних сил относительно центра
тяжести растянутой (или менее сжатой) арматуры в ветви:
Находят по формулам (85) и (82) продольные усилия и
изгибающие моменты в ветвях колонны:
;
Mb= ±0,25·79,87·2,04= ±40,3 кН·м.
Так как ветви колонны испытывают действие равных по абсолютной величине
изгибающих моментов, принимают симметричное армирование ветвей.
Величина эксцентриситета:
℮0=Mb/Nb=40,3/527,3=0,077 м=77мм;
℮=0,077+0,5·0,25-0,03=0,172 м=172мм;
;
.
Поскольку , то по формуле (59) с учётом зависимости (58)
;
.
По формуле (63) требуемая
площадь сечения арматуры
.
Аналогично производят подбор
арматуры и на другие комбинации усилий:
М = 293,8 кН·м; N = 1437,2 кН;
М′ = 21,8 кН·м; N′ = 791,3 кН;
As=A′s=420 мм2=4,20 см2;
М =-262,5кН·м; N = 1400,8 кН;
М′ = 46,2 кН·м; N′ = 884,1 кН;
As=A′s=789 мм2=7,89 см2.
Принимают с каждой стороны ветви (внутренней и наружной) 3Ø18 A-
III (As=A′s=7,63
см2 (-3,5%)).
Расчёт распорки
Размеры прямоугольного сечения:
bs=0,5 м; hs=0,6 м; a=a′=0,04
м; h0=0,56 м.
Наибольшая поперечная сила
Qmax=79,87 кН.
Изгибающий момент и поперечная сила в распорке определяются по формулам
(88) и (89):
Ms=0,5·79,87·2,04=81,47 кН·м;
Qs=79,87·2,04/1,05=155,18 кН.
Проверяют достаточность размеров поперечного сечения распорки по формуле
(91):
φb1=1-0,01·7,65=0,924,
Qs=155,18 кН<0,3·0,924·1·7,65·500·560=591 кН.
Следовательно, размеры поперечного сечения достаточны. Поскольку эпюра
моментов в распорке двузначная, назначают двойное симметричное армирование (см.
формулу (92)):
.
Принимают 3Ø14 A-III (As=A′s=4,62 см2).
Устанавливают необходимость
поперечного армирования. Пролёт распорки равен расстоянию в свету между
ветвями: l=0,7 м, с=0,25·l=0,175 м.
Расчётная длина l*0=0,8·H2=0,8·8,15=6,52 м. Гибкость подкрановой части l*0/h*w=6,52/0,5=13,04
м; аналогичная величина в плоскости изгиба 12,22/1,2=10,18<13,04.
Следовательно, производят расчёт из плоскости изгиба, при этом эксцентриситет
продольной силы принимают равным случайному:
. N=1530 кН,
℮=0,0167+0,5·0,5-0,03=0,237
м.
По формуле (77) определяют
высоту сжатой зоны бетона:
,
так как
x=0,4 м>ξR·h0=0,607·0,47=0,285 м
принимают х= ξ·h0.
Относительная высота сжатой
зоны ξ по формуле (49) с учётом зависимостей (46) и (47)
1. СНиП 2.03.01-84: Бетонные и железобетонные конструкции /
Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с.
2.СНиП 2.01.07-85: Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. -
М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 35 с.
4. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные
конструкции. Общий курс: Учебник для вузов.- 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1985. -
728 с.
4. Железобетонные конструкции: Курсовое и дипломное
проектирование / Под ред. А.Я. Барашикова. - Киев: Вища школа, 1987. - 416с.
5. Железобетонные конструкции / Под ред. Полякова Л, П.,
Лысенко Е.Ф., Кузнецова Л.В. - К.: Вища школа, 1984. - 352 с.
6. Полищук В. П., Черняева Р. П. Проектирование
железобетонных конструкций производственных зданий: Учебное пособие. - Тула,
1983. - 109 с.
7. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное
пособие / А.Б.Голышев, В.Я. Бачинский и др. Под ред. А.Б.Голышева. Киев: Будiвельник, 1985. - 496 с.
8. Руководство по проектированию предварительно напряженных
железобетонных конструкций из тяжелого бетона. - М.: Стройиздат, 1977. - 289 с.
Таблица 1 Приложение.
Вид сопротивления
Бетон
Нормативные, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй
группы и ,МП
В15
В20
В25
В30
В35
В40
В45
В50
В55
Сжатие осевое (призменная
прочность) Тяжелый и мелко- зернистый
11,0
15,0
18,5
22,0
25,5
29,0
32,0
36,0
39,5
Растяжение осевое иТяжелый
1,15
1,4
1,6
1,8
1,95
2,1
2,2
2,3
2,4
Таблица 2
Вид сопротивления
Бетон
Расчетные сопротивления
бетона по прочности на сжатие для предельных состояний первой группы и , МПа.
В15
В20
В25
В30
В35
В40
В45
В50
В55
Сжатие осевое (призменная
прочность) Тяжелый и мелко- зернистый
8,5
11,5
14,5
17,0
19,5
22,0
25,0
27,5
30,0
Растяжение осевое Тяжелый
0,75
0,9
1,05
1,2
1,3
1,4
1,45
1,55
1,6
Таблица 1
Бетон
Начальные модули упругости
бетона при сжатии и растяжении Ев·10-3 при классе
бетона по прочности на сжатие
В15
В20
В25
В30
В35
В40
В45
В50
В55
Тяжелый:
естественного твердения
23,0
27,0
30,0
32,5
34,5
36,0
37,5
39,0
39,5
подвергнутый тепловой
обработке при атмосферном давлении;
20,5
24,0
27,0
29,0
31,0
32,5
34,0
35,0
35,5
Таблица 2
Класс арматуры
Диаметр арматуры
Нормативные сопротивления Rsn и расчетные сопротивления растяжению для предельных
состояний 2 группы , МПаРасчетные сопротивления арматуры для предельных состояний 1
группы, МПаМодуль упругости арматуры, Еs, МПа