 |
Проверка прочности наклонного сечения ригеля.
|
|
|
|
Конструктивные требования: при проектировании поперечной арматурой в составе сварного каркаса диаметр поперечной арматуры назначается из условия возможности ее сварки с продольной (Æ32). По табл. П6 принимается поперечная арматура - Æ8, класс арматуры - А400. При проведении расчета рассматривается наклонное сечение у опоры (h0=0,27 м). Шаг поперечных стержней - SW=0,5´h0, принимается SW=100 мм=0,1 м.
Исходные данные
1) усилие Q=265,4 (по таб.3.1),
2) материалы: арматура А400 (Rsw=280 МПа =28´104 кН/м2), бетон В30 (Rbt=1,15 МПа=1150 кН/м2) – по таб. П2,
3) размеры сечения b=0,3 м, h=0,3 м, h0=0,27 м, площадь поперечной арматуры Аsw=1,01´10-4м2 (2Æ8А400), шаг поперечных стержней SW=0,1 м.
Алгоритм расчета
1) qsw= 
кН/м,
2) С = 
м,
С=0,35 м<2´h0=2´0,27=0,54 м,
3) Qb= 
,
Qsw=0,75´ qsw´С=0,75´283´0,35=74,3кН,
4) Qb+ Qsw=97+74,3=171,3<258,9 кН – прочность наклонного сечения не обеспечена, поэтому уменьшается шаг поперечных стержней SW=0,05 м, можно также увеличить площадь поперечной арматуры Аsw=1,57´10-4м2 (2Æ10А400) и выполняется повторный расчет-.
1) qsw= 
кН/м,
2) С= 
м,
3) С=0,2 м<2´h0=2´0,27=0,54 м,
4) Qb= 
,
Qsw=0,75´ qsw´С=0,75´879,2´0,2=131,9 кН,
5) Qb+ Qsw=169,8+131,9=301,7>258,9 кН – прочность наклонного сечения не обеспечена.
Колонны проектируемого здания испытывают в основном центральное сжатие. При расчете центрально-сжатых элементов учитывается действие продольного изгиба. Продольный изгиб оценивается коэффициентом продольного изгиба j, который зависит от гибкости 
(l0=Нэтажа=3,3 м; h=0,4 м – высота сечения колонны). На значение коэффициента продольного изгиба оказывает влияние также длительность действия нагрузки (см. таб. П5). Коэффициент продольного изгиба j =0,91 (нагрузки на колонну в основном длительного действия).
|
|
|
Подбор продольной рабочей арматуры колонны
Исходные данные
1) усилие N=1986,5 кН (таб.3.1),
2) размеры сечения колонны b=h=0,4 м; площадь сечения А=0,4´0,4=0,16 м2,
3) материалы: класс бетона В15 (Rb=8,5 МПа=8500 кН/м2), коэффициент gb1=0,9, класс арматуры А400 (Rsc=350 МПа =35´104 кН/м2). Прочностные характеристики материалов определены по таблице П2,
4) коэффициент продольного изгиба j =0,91.
Алгоритм расчета (при l=l0/h£20)
Предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент (колонна): Nult=j(Agb1Rb+As.totRsc), Nult= N, уравнение решается относительно неизвестного As,tot- площади всей продольной арматуры в сечении колонны.
По таблице П1 подбирается диаметр 4-х стержней рабочей арматуры - 4 Æ32А400 (Аs,tot=32,17 см2).
Процент армирования 
(минимальный процент армирования по таб.П4). Оптимальный процент армирования колонны составляет 2% - 3%.
| Рис. 5.3. Армирование центрально-сжатого элемента (колонны) |
Расчет монолитного столбчатого фундамента под сборную колонну включает в себя три этапа: определение размеров подошвы фундамента, определение высоты фундамента, подбор арматуры фундамента.
Исходные данные:
1) расчетное значение сжимающего усилия N=1986,5 кН (таб.3.1), нормативное значение сжимающего усилия 
(gf,ср .- среднее значение коэффициента надежности по нагрузке),
2) размеры сечения колонны bк=hк=0,4 м, продольная рабочая арматура колонны - 4Æ32А400 (диаметр арматуры ds=32 мм=0,032 м), отношение площадей арматуры требуемой по расчет и установленной в колонне 
(смотри расчет колонны).
3) материалы: класс бетона В15 (Rb=8,5 МПа=8500 кН/м2, Rbt=0,75 МПа=750 кН/м2), коэффициент условий работы бетона gb1=0,9, класс арматуры А400 (Rsc=350 МПа =35´104 кН/м2). Прочностные характеристики материалов определены по таблице П2. Толщина защитного слоя арматуры – 40 мм (расстояние от подошвы фундамента до центра арматурного стержня а=0,05 м),
4) условное расчетное сопротивление грунта R0=0,25 МПа=250 кН/м2, gm=20кН/м3 - усредненный объемный вес материала фундамента и грунта на обрезах фундамента (для учета собственного веса фундамента),
|
|
|
5) первоначально задается высота фундамента Нф=1 м.
Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы фундамента: 
стороны подошвы фундамента: 
, а1=2800 мм=2,8 м, А=2,8´2,8=7,84 м2, вес фундамента и грунта на обрезах: Gф=А´Нф´gm´gn´gf = 7,84´1´20´1´1,15=180,3 кН/м3 (gf=1,15 - для насыпного грунта), расчетное значение давление грунта на подошву фундамента составляет: 
Определение высоты фундамента
Высота фундамента определяется исходя из соблюдения трех условий: непродавливания, закрепления колонны для обеспечения ее жесткой заделки в фундаменте, надежной анкеровки арматуры колонны.
Как показано на рисунке 5.4, бетон фундамента может срезаться по граням пирамиды продавливания. Для обеспечения непродавливания высота фундамента должна быть не менее вычисленной по формулам: Нф=h0+a, h0= 
Нф=h0+a=0,52+0,05=0,57 м.
| Рис.5.4. К расчету на продавливание (N – нагрузка, передаваемая от колонны на фундамент в стадии эксплуатации, s - давление грунта на подошву фундамента) |
Для обеспечения жесткой заделки колонны в фундамент, колонна должна быть опущена в стакан фундамента на глубину 1,5´hк=0,6 м. При этом колонна устанавливается на центрующий элемент и не доводится до дна стакана на 50 мм=0,05 м, а минимальная толщина дна стакана составляет 200 мм=0,2 м (рис.5.5). Нф=0,6+0,05+0,2=0,85 м.
Длина анкеровки арматуры колонны вычисляется по формуле:
.
Нф=0,95+0,05+0,2=1,2 м.
Выбирается самое большое из полученных значений высоты фундамента. Высота фундамента составляет 1,2 м=1200 мм (краткая 50 мм).
После определения высоты выполняется компоновка фундамента (рис. 5.5).
Фундамент высотой 1200 мм можно составить из трех ступеней по 400 мм (400+400+400=1200 мм).
Размеры ступеней в плане:
а1=2800 мм (по расчету),
а3=толщина стенки стакана´2+hк+0,75´2 (рис.5.5), толщина стенки стакана принимается не менее 200 мм и не менее 0,75 высоты верхней ступени 0,75´400=262,5 мм, а3=300´2+400+0,75´2=600+400+150=1150 мм, а3=1200 мм,
Длина ступеней (а1-а3)/4=(2800-1200)/4=400 мм. Если полученная разность не делится на 4, например, 2800-1100=1700 мм, 800+900=1700 мм (две ступени 800/2=400 мм, две ступени 900/2=450 мм),
|
|
|
а2=2800-800=2000 мм или 1200+800=2000 мм.
|
|
|
