где Нэт - высота этажа, м

Длительная нагрузка

Кратковременная нагрузка

Определим нагрузку действующую на колонну первого этажа

2.2 Расчёт сечения колонны.

Рассчитаем колонну как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом. Это допускается для колонны прямоугольного сечения с симметричной арматурой класса АI, II, III при < 20*h и случайным эксцентриситетом < h/30. Исходные данные: Бетон класса В15, Rb = 8.5 МПа, арматура A-III, Rsc = 365 МПа

NколI = 2558,686 кН

Определим предварительные размеры колонны

Aтр = NколI /j (Rb + m Rsc )

m - коэффициент армирования колонны.

j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле:

j = jв + 2 (jж - jв) * (Rsc /Rв) * m

jж, jв - коэффициенты, принимаемые по табл. IV.1. в книге "Железобетонные конструкции. Общий курс", 1978 г. - Байков В.Н., Сигалов Э.И.

Значения коэффициентов зависят от отношений Nl/ N и l0/h,

где Nl - длительно действующая нагрузка на колонну первого этажа, равная

N - общая нагрузка на колонну первого этажа, h - размер сечения колонны, - расчетная длина колонны. Расчётная длина колонны

Для определения размеров сечения зададимся коэффициентом армирования mmin = 0,01 и коэффициентом j = 1,0. Тогда площадь сечения колонны

Сечение колонны:

Сторона колонны должна быть кратной 5 см, поэтому принимаем 50 см

При Nl/ N = 2265,66/2558,686 = 0,89 и l0/h = 3,57/0,5 =7,14 определяем, что jж = 0,9143 jв = 0,9143. Тогда jж = jв=0,9143. Тогда j = 0,9143

Определим требуемую площадь рабочей арматуры колонны

Ab - площадь сечения колонны

Принимаем 4 Æ 28 с As = 24,63 см2

Разность в площадях равна ( (24,63 - 24,27) / 24,27) *100% = 1,48%

Определим процент армирования:

As / Ab * 100% < 3% As / Ab = (24,63/50*50) *100%=0,985%< 3%

Определим шаг поперечных стержней, который равен 15d, тогда

S = 15d = 15*28 = 420 мм

Шаг хомутов принимается кратно 5 см в меньшую сторону, тогда S = 400 мм

Диаметр хомутов равен 1/4 d = 1*24/4= 6 мм

Принимаем арматуру класса AI Æ 6

Рис.19. Схема армирования колонны.

3. Расчет фундамента

Фундамент под колонну среднего ряда рассчитываются как центрально нагруженный в виду малости возможного изгибающего момента и выполняется квадратным в плане. Устанавливают фундаменты на естественный грунт, бетонную, щебневую или песчаную подготовку толщиной 10 см.

Сварная сетка, укладывается у подошвы фундамента. Выполняется из арматуры классов AII или AIII одинакового шага (100 …200 мм) и диаметра стержней не менее 10 мм и не более 18 мм в обоих направлениях. Минимальная толщина защитного слоя при монолитном фундаменте на бетонной подготовке - 35мм, а при ее отсутствии - 70 мм.

Площадь подошвы фундамента вычисляется с учетом деформации основания по нормативному продольному усилию Nн по формуле:

A = Nн / (R - rmH)

где Nн = N /gfm

N - расчетное продольное усилие, передаваемое колонной на фундамент. N = 2558.686 кН, gfm =1,15 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке, Nн = 2558,686/1,15 = 2224,94 кН, Н - глубина заложения фундамента; принимаем Н = 1,5 м, rm - 20 кН/м3 - средний вес тела фундамента и грунта на его ступенях, R - условное расченое давление на грунт, равное 0,21 МПа

А = 2224,94 * 103/ (0,21 * 100 - 20 * 10-3 * 150) = 123607.78 см2

Для квадратного в плане фундамента размер стороны подошвы

а1 = b1 =

а1 = b1 = = 351,58 см

Полученное значение а1 и b1 округляем в большую сторону кратно 30см, окончательно получаем а1 = b1 = 360 см.

В дальнейшем расчете принимаем площадь подошвы фундамента Аf = 3,6*3,6 = 12,96 м2

Высота фундамента Нf определяется из условия его прочности на продавливание по поверхности пирамиды, боковые грани которой наклонены по углом 45°.

При колонне квадратного сечения со стороной hк площадь нижнего основания пирамиды продавливания равна (hк + 2 h0) 2

Тогда продавливающая сила

F = N - p (hк + 2 h0) 2

где p = N/Af - реактивное давление грунта под подошвой фундамента

p = 2558,686*103/12,96 = 197429,48 Н/м2 = 0, 197 Мпа

Минимальная рабочая высота центрально напряженного фундамента с квадратной подошвой условия прочности на продавливание:

Для фундаментов можно принять gb2 =1,0

Полная высота фундамента Нf = h0+a

а = 3,5 см - так как под подошвой фундамента присутствует бетонная подготовка, тогда

Нf = 57,19 + 3,5 = 60,69 см

Из конструктивных условий минимальная высота фундамента принимается равной

Нf,2 = hк+25= 50+25= 75 см

Высота фундамента в зависимости от анкеровки рабочей арматуры в фундаменте.

На основании п.5.14 СНиП 2.03.01-84* длинна анкеровки равна

и на основании таблицы 37 СНиП 2.03.01-84*

, Нf,3= 100,55 см

Принимаем окончательную высоту фундамента Нf,3 = 1100 мм

Так как Нf,3 = 1100 мм>900 мм, то фундамент выполняем трехступенчатым с высотой нижней и средней ступени 400 мм и верхней 300 мм.

Рабочая высота фундамента равна:

h0= Нf -а = 1100 - 35 = 1065 мм

Рис. 20 Площадь нижнего основания продавливания равна:

(0,5+2 * 1,065) 2 = 6,9169 м2

Продавливающая сила равна:

F = 2558,686 * 103 - 0, 197 * 100 * 6,9169 *104 = 1196056.7 Н = 1, 196 МН

Условие прочности на продавливание имеет вид: