Определение расчётных усилий

На колонну действует нагрузка с грузовой площади А.

(5.1)

где l₁ – шаг колонны в продольном направлении, l₁=6 м,

l₂ – шаг колонн в поперечном направлении, l₂=4,5 м.

=6·4,5=27 м².

Продольная сила, передаваемая на колонну первого этажа от действия постоянных и временных нагрузок.

(5.2)

Продольная сила от постоянных и длительных нагрузок:

(5.3)

где

(5.4)

(5.5)

(5.6)

(5.7)

(5.8)

(кН/м²);

(кН);

(кН);

(кН);

(кН);

(кН);

(кН).

 

Расчёт несущей способности

Подбор арматуры при известных значениях в, h, l_o, R_в, R_sc, N_l, N проводится в следующей последовательности:

1. Приняв φ = η =1; μ = 0,01 уточняют требуемую площадь бетонного сечения колонны.

(5.9)

(см²),

и размеры поперечного сечения

(5.10)

см

Принимаем размеры поперечного сечения колонны 350*350

2. В зависимости от отношений определяют значения φ_в и φ_r.

,

φ_в =0,866 и φ_r=0,886.

3. Приняв = 0,01A_в=0,01·1225=12,25 см², вычисляем φ:

4. Определяют требуемую площадь продольной арматуры:

,см (5.11)

(см²).

5. Назначить количество и диаметр продольной арматуры.

Принимаем арматуру кл. АIV, 4 ст Ø 22, с см².

6. Определить фактический процент армирования:

(5.12)

%=1,2%.

Сечение можно считать подобранным удовлетворительно, если: .

μ=1,2% - условие выполняется.

Определение высоты колонны

Полная высота колонны первого этажа принимается равной, м:

 

м.

 

Высота верхней части составляет, м:

 

м.

 

Соответственно высота нижней части колонны, м;

 

 

Рис.9. К определению высоты колонны: H - полная высота колонны первого этажа; H_B - высота верхней части колонны; H_H - высота нижней части колонны; h_p - высота ригеля; h_п - высота плиты; h₃ - глубина заделки колонны в фундамент

 

 

РАСЧЁТ ФУНДАМЕНТА

Следует запроектировать железобетонный фундамент под центрально нагруженную колонну первого этажа. Такие фундаменты проектируют квадратными в плане, а в разрезе имеют, как правило, ступенчатую форму. Колонны заделывают в стакан фундамента на глубину (1 ÷ 1,5) h_к. Предварительно глубину фундамента назначают из условия:

(6.1)

h_з=(1 ÷ 1,5) h_к=35 см. (6.2)

 

Рис. 7. К расчёту фундамента.

 

Количество ступеней в фундаменте определяют в зависимости от высоты h_ф:

- при h_ф ≤ 400 мм. проектируют одноступенчатый фундамент;

- при 400 < h_ф ≤ 900 мм. – двухступенчатый;

- при h_ф > 900 мм. – трёхступенчатый.

В любом случае общая высота должна быть такой, чтобы не требовалось по расчёту армирования фундамента поперечными стержнями.

 

Определение нагрузок

Фундамент рассчитывается на действие нормативных нагрузок, передаваемых колонной, и нагрузок от собственного веса фундамента и грунта, находящегося на его уступах.

Нормативная нагрузка, действующая на фундамент на уровне обреза фундамента (-0,150), определяется путём деления расчётной нагрузки в нижнем сечении колонны (с учётом собственного веса колонны) N на усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке γ_n = 1,2, т.е.:

(6.3)

(кН).

Нагрузка же от собственного веса фундамента и грунта на его уступах определяется путём уменьшения условного расчётного сопротивления грунта R₀ на величину

Здесь ρ_m = 20кН/м³ – усреднённая плотность материала фундамента (бетона) и грунта на его уступах.