N<γв φв(RвAв+RsAs)

Где N – расчетная продольна сила, равная N1;

γв – коэффициент условий работы (γв=0,9 при h<200мм и γв=1 при

h>200мм);

φ – коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность

загружения, гибкость и характер армирования;

L0-расчетная длина колонны, принимаемая равной высоте этажа

H=4,2м;

Asc-площадь сечения сжатой арматуры

Ав=вхh-площадь сечения колонны

Предварительно принимаем γ=φ=1, коэффициент армирования . Тогда требуемая площадь сечения колонны из условия несущей способности:

Принимаем Ав=вхh=25х25=625 см2

Вычисляем L0/h=420/25=16,8,

γ=1 (при h>20см). По табл. 3.20[Л-1] φв=0,75 и φч=0,82 (пологая, что Апс<As/3).

Коэффициент φ определится по формуле

φ=φв+2(φч-φв)

Определяем площадь сечения арматуры по формуле

В колоннах рабочая арматура принимается диаметром не менее 12мм. По сортаменту табл. 3.10[Л-6.1] принимаем 4 22А-II (Аsc=15,20см2)

Коэффициент армирования составляет

Полученное значение µ находится в диапазоне рекомендуемых значений (0,01-0,02).

4.4.Конструирование колонны

Колонна армируется сварным пространственным каркасом. При диаметре продольных стержней 22мм по условию технологии сварки диаметр поперечных в этом случае принят 8мм – табл. 1.2 прил.1 [Л-6.4]

Шаг поперечных стержней в сварных каркасах должен быть S<20d, но не более 500мм. Принято S=400мм<20 22=440мм и не более 500мм.

Кроме того, в голове колонны ставятся конструктивные сетки из арматуры 8A-III не менее трех штук. Консоль армируется каркасом – балочной.

Размещение рабочих и поперечных стержней в сечении колонны показано на рис.12.

Рис. 12. Размещение арматуры в сечении колонны

5.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Учитывая значительное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию его с подколонником стаканного вида и плитой.

Фундаменты по средней колонны рассматривают как центрально нагруженные.

5.1.Исходные данные

Глубина заложения фундамента H1=1,6м. Грунт основания имеет условное расчетное сопротивление R0=0,26МПа (260 кн/м2).

Расчетные характеристики материалов:

для бетона кл. В15 Rв γв2=8,5 0,9=7,65МПа (0,76кн/см2)

Rвt γв2=0,75 0,9=0,675МПа (0,07кн/см2)

для арматуры кл. А-III >10 Rs=365МПа (36,5 кн/см2)

Расчетная нагрузка Nф= кн (см. табл. 4.3.)

5.2. Определение размеров высоты и подошвы фундамента

Высота фундамента определяется как размерность между отметками его подошвы и обреза.

h=1,6-0,15=1,45м

Глубина стакана фундамента принята hc=750мм, что удовлетворяет условию по заделке арматуры

hc>30d+σ=30 22+50=710мм

где d=22мм – диаметр продольной арматуры колонны

σ=50мм – зазор между торцом колонны и дном стакана

и что больше необходимого значения hс=1,5hк=1,5 30=45см.

Принимаем толщину стенок стакана поверху 225мм и зазор 75мм, размеры подколонника в плане будут:

ас=вс=hк+2 225+2 75=300+450+150=900мм

Рис. 13.Констукция фундамента

Толщину плитной части фундамента назначаем h1= мм, (кратно 150мм)

Ориентировочно площадь основания фундамента определяем по формуле

Учитывая, что сечение колонны квадратное, подошва фундамента принята тоже квадратной. Ориентировочно значение размера стороны подошвы такого фундамента

вф=аф= ~1,9м

Назначаем окончательно вф=аф= мм (кратно 300мм). Тогда площадь подошвы будет равна Аф=вф аф= _= _м2 и среднее давление на грунт составит

<R0=250кн/м2

5.3. Расчет рабочей арматуры

Фундамент работает на изгиб от реактивного отпора грунта.

Изгибающий момент в сечении 1-1 у грани ступени (см. рис.13) определяется по формуле

М1-1=0,125Ргр(аф-ас)2 вф=0,125 кн м

Необходимая площадь арматуры при h01= _см

.

Изгибающий момент в сечении 2-2 у грани колонны будет равен

М2-2=0,125Ргр(аф-вк)2 вф=

Необходимая площадь арматуры при h02= см

По большему значению As подбираем сетку.

5.4.Конструирование фундамента

Фундамент армируется сеткой, которую укладывают в нижней части плиты. Шаг стержней в сетках принимают 100-200мм, минимальный диаметр арматуры в сетках фундаментов должен быть 10мм.

Принимаем шаг стержней S= _мм= см. Размеры сетки _мм. Необходимое число рабочих стержней в сетке

шт

Принимаем _ As= см2, что больше требуемого

As1-1= _см2. Такое же количество стержней должно быть уложено в перпендикулярном направлении, т.к. колонна квадратные и моменты в равны.

Рис.14. Сетка фундамента

Армирование стаканной части фундамента условно не показано.

6.ЛИТЕРАТУРА

6.1. В.В. Доркин и др. “Сборник задач по строительным конструкциям”. Стройиздат. 1986г.

6.2. СНиП 2.01.07-85 “Нагрузка и воздействие” 1985г.

6.3. СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции” 1985г.

6.4. А.Н. Кувалдин и др. “Примеры расчета железобетонных конструкций зданий” Стройиздат. 1976г.

6.5. В.Н. Семенов “Унификация и стандартизация проектной документации для строительства” Стройиздат. 1985г.