Характеристики бетона и арматуры для колонны

Бетон тяжелый В25 при γ_в2=0,9:

 

,

 

Продольная рабочая арматура класса А-III:

 

.

Расчет прочности сечения колонны

Расчет прочности сечения колонны выполняется на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом, поскольку класс тяжелого бетона ниже В40, а .

При принятом коэффициенте φ=0,89 вычисляется требуемая площадь сечения продольной арматуры:

 

, (58)

 

,

 

Таким образом принимается 4 стержня диаметром 28 мм А-III (A_S=2463 мм²).

Выполняется проверку прочности сечения колонны с учетом фактически принятой арматуры:

При

,

 

,

 

.

 

Следовательно:

,

.

Так как

 

, (59)

 

,

 

то

 

, (60)

 

 

.

 

.

 

Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонн будет равна:

 

, (61)

 

,

, (62)

.

Условие (62) выполняется, следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются требования по минимальному армированию, поскольку:

 

 

, (63)

 

.

 

).

Поперечная арматуру в колонне конструируем в соответствии со СНиП n5.22 из арматуры класса Вр-I диаметром 5мм, устанавливаемую с помощью контактной сварки с шагом S=350мм <20d=360мм и не менее 500 мм.

Расчет фундамента

Фундамент проектируется под рассчитанную ниже колонну сечением 400*400мм с расчетным усилием в заделке .

Для определения размеров подошвы фундамента вычисляется нормативное усилие от колонны, при этом принимается среднее значение коэффициента надежности по нагрузке γ_f=1,15:

 

, (64)

 

.

По заданию грунт основания допускает условное расчетное давление R₀=0,28МПа, а глубина заложения фундамента H_f=1,4м.

Фундамент должен проектироваться из тяжелых бетонов класса В20:

R_bt=0,8 МПа при γ_b2=0,9 (по СНиП 2.03.01-84) и рабочей арматуры класса

А-II: R_s=280 МПа.

Принимается средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах γ_mt=2000кг/м³=20кН/м³.

Вычисляется требуемая площадь подошвы фундамента:

 

, (65)

 

.

 

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее:

 

, (66)

 

.

 

Назначается размер a=2,7м, при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно:

 

, (67)

 

,

 

Рабочая высота фундамента определяется по условию продавливания:

 

, (68)

 

,

т.е.

 

.

 

По условию заделки колонны в фундаменте полная высота фундамента:

 

H=1,5·h_c+250= 700 мм.

 

По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны диаметром 28 А-III в бетоне класса В25:

 

Н=λ_апd+250, (69)

 

 

где λ_апd берется из СНиП 2.03.01-84.

 

Н=21·28+250=838мм.

 

С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент высотой Н=1200мм треххступенчатый с высотой нижней ступени h₁=300мм.С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту:

для 1-ой ступени:

h₀₁=300-50=250мм.

 

Выполняется проверка условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении начинающимся в сечении 1-1. Для единицы ширины этого сечения (b=1мм)

 

Q=0,5(а- h_c-2 h₀)·b·ρ^′_s, (70)

 

Q=0,5(2700- 300-2·1150)·1·0,24=12 кН.

 

Поскольку

Q_{b min}=0,6·R_bt·b·h₀₁, (71)

 

Q_{b min}=0,6·0,8·1·250=120 кН,

 

Q_{b min} > Q.

 

Следовательно, прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определяем из условия расчета фундамента на изгиб в сечении 2-2 и 3-3.

Изгибающие моменты определяются:

 

М₃=0,125· ρ^′_s ·(а- h_c )²·b, (72)

 

М₃=0,125· 0,24·(2700- 300)²·2700=466,586·10⁶ Н мм,

 

М₂=0,125· ρ^′_s ·(а- а₁ )²·b, (73)

 

М₂=0,125· 0,24 ·(2700- 900 )²·2700=262,44·10⁶ Н мм.

 

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определяется из условия:

 

А_s3= М₃/0,9· h₀ ·R_s, (74)

 

А_s3= 466,56·10⁶/0,9· 1150 ·280=1610мм²=16,1см²,

 

А_s2= М₂/0,9· h₀₁ ·R_s, (75)

 

А_s2= 236,44·10⁶/0,9· 250 ·280=4165,7мм²=44,66см².

 

Нестандартную сварную сетку конструкции с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 7 диаметром 28 А-III (А_s=4310мм²)

Соответственно получим фактические проценты армирования расчетных сечений:

μ₁= А_s ·100/b_I· h₀, (76)

 

μ₁= 4310 ·100/900·1150= 0,42%;

 

μ₂= А_s ·100/b_II· h₀₁, (77)

 

μ₂= 4310 ·100/2700· 250= 0,64%.

 

Что больше μ_min=0,05%.

 

Список используемой литературы

1. СНиП 2.03.01.-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой СССР. – М: ЦИТП Госстроя СССР,1989

2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01.-84*)/ ЦИТПпромзданий Госстроя СССР,1989

3. Пособие по проектированию предварительно напряженных бетонных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01.-84*)/ ЦИТП Госстроя СССР,1990

4. Бородачев Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов - М: ЦИТП Стройиздат.,1995

5. СНиП 2.01.07.-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. – М: ЦИТП Госстроя СССР,1987

6. СНиП 23-01-99. Строительная климатология/ Госстрой России 2000

7. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей.