13.2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках

Покрытие здания из железобетонных плит, соединен­ных сваркой закладных деталей и замоноличиванием швов, представляет собой жесткую в своей плоскости горизонтальную связевую диафрагму. Колонны здания, объединенные горизонтальной связевой диафрагмой в по­перечные и продольные рамы, работают как единый про­странственный блок. Размеры такого блока в плане оп­ределяются расстояниями между температурными шва­ми.

Нагрузки от массы покрытия, снега, ветра приложены одновременно ко всем рамам блока, при этих нагрузках пространственный характер работы каркаса здания не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчиты­вать в отдельности. Нагрузки же от мостовых кранов приложены лишь к двум-трем рамам блока, но благода­ря горизонтальной связевой диафрагме в работу включа­ется остальные рамы блока, происходит пространственная работа.

Для расчета поперечной рамы на различные нагрузки и воздействия наиболее удобен метод перемещений с од­ним неизвестным Д — горизонтальным перемещением плоской загружаемой рамы. Вводя по направлению не­известного перемещения стерженек-связь, получим основ­ную систему (рис. 13.4).

Рис. 13.4. Основная система поперечной рамы и эпюры моментов

Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях колонны определяют как в консольной балке, загружен­ной внешней нагрузкой и реакцией опоры. Обычно расчет­ными являются три основных сечения по длине колонны: 1- 0 — над крановой консолью; 1 - 2 — под крановой консолью; 2 - 1 — в основании.

Эпюры моментов строят для каждого вида нагрузки, действующей на раму. Затем составляют таблицу усилий М, N, Q, и в расчетных сечениях колонны устанавливают расчетные сочетания усилий или нагрузок. Постоянная нагрузка на колонны участвует во всех сочетаниях, временные нагрузки — в невыгоднейших.

Согласно нормам, временные нагрузки (снег, ветер, мостовые краны), действующие на поперечную раму, от­носятся к кратковременным. При расчете поперечной ра­мы на основные сочетания нагрузок, включающие одну кратковременную нагрузку, значение которой учитыва­ют без снижения, а при расчете на основные сочетания, включающие две или три кратковременные нагрузки, расчетные значения этих нагрузок или соответствующих им усилий умножают на коэффициент сочетаний 0,9. При этом за одну кратковременную нагрузку следует считать нагрузку от действия двух кранов на одном пути, умноженную на коэффициент 0,85 для кранов легкого и среднего режимов, или же нагрузку от четырех кранов, совмещенных в одном створе разных пролетов, умножен­ную на коэффициент 0,7.

13.3. Определение усилий в колоннах от нагрузок

Сечения колонн поперечной рамы рассчитывают с уче­том влияния прогиба на значение эксцентриситета про­дольной силы. Колонны из плоскости поперечной рамы проверяют на устойчивость как сжатые элементы. Кроме того, колонны проверяют на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже.

Расчетная длина l₀ сборных железобетонных колонн зданий с мостовыми кранами для подкрановой (нижней) части и надкрановой (верхней) части в плоскости попе­речной рамы и из плоскости поперечной рамы различная и устанавливается согласно табл. 13.1.

Таблица 13.1. Расчетная длина l₀ сборных железобетонных колонн зданий с мостовыми кранами

Характеристика загружения колонны	Рассчитываемая часть колонны	В плос­кости попереч­ной рамы	Из плоскости попе­речной рамы
			при нали­чии верти­кальных связей	при отсутствии вертикальных связей
С учетом крановой нагрузки	Подкрановая	1,5H1	0,8H1	1,2H1
	Надкрановая	2H2	1,5H2	2H2
Без учета крановой нагрузки	Подкрановая в зданиях: однопролетных	1,5H	0,8H1	1,2H
	многопролетных	1,2H	0,8H1	1,2H
	Надкрановая	2,5H2	1,5H2	2H2

Расчетная длина сборных железобетонных колонн зданий без мостовых кранов однопролетных l₀ =1,5H, многопролетных l₀ =1,2H.

Короткие консоли (рис. 13.5) колонн, поддержива­ющие подкрановые балки, рассчитывают на действия поперечной силы, при этом короткими считаются консоли, у которых вылет . Угол наклона сжатой грани консоли с горизон­тальной линией должен быть 45°, а высота сечения консоли у свободного края должна быть h₁h/2 (где h - высота опорного сечения).

а — наклонными хомутами; б — горизонтальными хомутами и отгибами

Рис. 13.5. Схемы армировании консолей колонн

Армируют консоли наклонными хомутами при h2.5а, горизонтальными хомутами и отгибами — при h>2.5а. Отогнутые стержни допускается не ставить, если h>3.5а и . Во всех случаях расстояние между хомутами должно быть не более 150 мм и не более h/4; диаметр отогнутых стержней должен быть не более 1/15 длины отгиба и не более 25мм. Суммарное сечение от­гибов и наклонных хомутов, пересекающих верхнюю половину линии, соединяющей крайние точки в пределах вылета консоли, должно быть

(13.4)

Площадь сечения продольной арматуры консоли А_s подбирают по увеличенному на 25% изгибающему мо­менту, действующему в месте примыкания консоли к ко­лонне. Продольная арматура снабжена на конце прива­ренными анкерами в виде шайб или уголков.