Подкрановая часть колонны.

Размеры прямоугольного сечения подкрановой части: в_с=0,4 м; h_с=0,6м. Для продольной арматуры назначаем а=а'=0,04 м, тогда h₀=0,6–0,04=0,56 м.

Арматуру подбираем по наибольшим расчетным усилиям в сечении IV-IV. Так как колонна жестко заделана в фундаменте, при расчете принимаем η =1 (в опорном сечении эксцентриситет продольной силы не зависит от прогиба колонны).

Моменты внешних усилий относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры соответственно с учётом и без учёта ветровой нагрузки:

M_II=M+N (0.5h-a)= 362,77+568,39(0.5×0,6-0.04)=510,55 кН×м;

M_I=M'+N'(0.5h-a)= 227,43+568,39(0.5·0,6-0.04)=375,21 кН×м;

M_I=375,21≤0.82M_II=0.82(510,55)=418,65 кН×м.

Расчет ведем при γ_b2 =1,1. Расчетное сопротивление бетона:

Эксцентриситет продольной силы е₀ = M/N = 362,77/568,39=0,64 м.

Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре растянутой зоны до продольной силы N: е =е₀·η+0,5·h_с–а=0,64·1+0,5·0,6-0,04=0,9 м.

Относительная величина продольной силы, предполагая симметричное армирование прямоугольного сечения подкрановой части колонны: α_n=N/R_b·b_c·h₀= 0.56839/9,35·0,4·0,56=0,271.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

ξ_R = 0,78/[1+(365/400)·(1-0,78/1,1)]=0,62, где ξ₀=0,85-0,08·9,35 =0,78.

Так как α_n = 0,271 < ξ_R = 0,62, то вычисляем величины α_m = N·е/ R_b·b_c·h₀² = 0,56839·0,9/9,35·0,4·0,56² =0,436; δ = а'/h₀ = 0,04/0,56 = 0,071.

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры:

А_s = А'_s = (9,35·0,4·0,56/365)·[0,436-0,271(1-0,5·0,271)]/(1-0,071)=12,16 см².

Минимально необходимое армирование колонны находим по конструктивным требованиям:

А_s=А'_s=0,002·b_c·h₀=0,002·0,4·0,56=4,5 см². Принимаем 4Ø20 А-400 как с наружной, так и с внутренней стороны колонны. А=12,56 см².

Рассмотрим комбинацию усилий при γ_с =0,9.

Моменты внешних усилий относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры соответственно с учётом и без учёта ветровой нагрузки:

M_II=M+N (0.5h-a)= 350,59+622,69(0.5×0.6-0.04)=512,49 кН×м;

M_I=M'+N'(0.5h-a)= 227,43+622,69(0.5·0.6-0.04)=389,33 кН×м;

M_I=389,33≤0.82M_II=0.82×(512,49)=420,24 кН×м.

Расчет ведем при γ_b2 =1,1. Расчетное сопротивление бетона:

Эксцентриситет продольной силы е₀ = M/N = 350,59/622,69=0,56 м.

Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре растянутой зоны до продольной силы N: е =е₀·η+0,5·h_с–а=0,56·1+0,5·0,6-0,04=0,82 м.

Относительная величина продольной силы, предполагая симметричное армирование прямоугольного сечения подкрановой части колонны: α_n=N/R_b·b_c·h₀= 0,62269/9,35·0,4·0,56=0,297.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

ξ_R = 0,78/[1+(365/400)·(1-0,78/1,1)]=0,62.

Так как α_n = 0,297 < ξ_R = 0,64, то вычисляем величины α_m = N·е/ R_b·b_c·h₀² = 0,62269·0,82/9,35·0.4·0,56² =0,435; δ = а'/h₀ = 0,04/0,56 = 0,071.

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры:

А_s = А'_s = (9,35·0,4·0,56/365)·[0,435-0,297(1-0,5·0,297)]/(1-0,071)=11,17 см².

Минимально необходимое армирование колонны находим по конструктивным требованиям:

А_s=А'_s=0,002·b_c·h₀=0,002·0,4·0,56=4,5 см². Принимаем 4Ø20 А-400 как с наружной, так и с внутренней стороны колонны.

3.3. Расчёт подкрановой консоли.

Сосредоточенная сила, вызванная весом подкрановой балки и вертикальной крановой нагрузки Q = 59,5 + 472,55 = 532,05 кН.

Принимаем размеры консоли. h=1,5 м; b=0,5 м; а=а'=0,04 м; h₀=1,41 м; l₁=0,6 м; а_с=0,2 м. Подкрановые балки шириной 0,34 м установлены поперёк консоли, поэтому l_sup = 0,34 м.

Принимаем γ_b2 = 1,1; R_b = 9,35 МПа; R_bt 0,75·1,1=0,82 МПа.

Проверяем прочность консоли по наклонно сжатой полосе между грузом и опорой в предположении, что поперечная арматура отсутствует, т.е.

Q=532,05 кН<0,8·R_b·b·l_b=0,8·9,35·10³·0,5·0,348·0,955=1,243 МН.

tgθ=h₀/(a_c+0,5l_sup)=(1,41/0,2+0,5·0,34)=3,13

sinθ=0.955; cosθ=0.295

l_b=0,34·0,955+2·0,04·0,295=0,348

Следовательно, прочность консоли по наклонному сечению обеспечена. Поперечное армирование назначаем в соответствии с конструктивными требованиями.

Проверяем прочность бетона на смятие:

σ_loc = Q/b·l_sup=532,05/0,5·0,34=3,13 МПа < R_b = 9,35 МПа.

Прочность бетона на смятие обеспечена.

Изгибающий момент на грани примыкания консоли к колонне: М_с = Q·а_с = 0,53205·0,2 = 0,106 МН·м. Принимаем одинаковое содержание продольной арматуры в растянутой и сжатой зонах консоли. Площадь сечения этой арматуры:

А_s=А_s'=1,25·М_с/R_s·(h₀-а')=1,25·0,106/365·(1,41-0,04)=0,00027м²=2,8см².

Принимаем 3Ø12 А-400, А_s = А_s' = 3,39 см ².

Рисунок 2. Подкрановая консоль.

 

 

РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА

Определение усилий

Грунт основания – суглинок, условное расчетное давление на грунт . Средний удельный вес фундамента с засыпкой грунта на его уступах .

Принимаем глубину заложения фундамента . Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка.

На уровне верха фундамента в сечении колонны IV – IV действуют усилия:

− при

− при

Нагрузка на фундамент от веса стены до отметки 3,600 приведена в таблице.

Таблица 2.

Нагрузки на 1 м² фундамента.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН	Расчетная нагрузка при gf =1, кН	gf	Расчетная нагрузка при gf >1, кН
Фундаментные балки		11,3	1,1	12,4
Стеновые панели подоконной части (удельный вес = 20 кH/м3)			1,1	45,1
Заполнение оконных проемов ((g =0,5 кПа)		3,99	1,1	4,39
Итого	59,3	56,3	-

 

Моменты от веса стены относительно оси фундамента:

При

При

Высота фундамента:

Расчетные усилия, действующие относительно оси симметрии в уровне подошвы фундамента:

при :

при :