5.2 Определение расчётных усилий

На колонну действует нагрузка с грузовой площади А (см. рис. 6).

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

l2 – шаг колонн в поперечном направлении, l2=6 м.

=6·6=36 м2.

Рис. 6 - К расчёту колонны

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

Продольная сила от постоянных и длительных нагрузок:

где

кН/м2.

кН.

кН.

кН.

кН.

кН.

кН.

5.3 Расчёт несущей способности

Колонна рассчитывается как сжатый элемент со случайным эксцентриситетом. Эксцентриситет принимается больший из трёх значений:

или но ≥1см.

см>1 см.

Элементы прямоугольного сечения с симметричным армированием стержнями из стали классов АI, AII, AIII при е ≤ 20h (1,3≤20·40=800см) разрешается рассчитывать по формуле:

кН.

где η – коэффициент, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования элемента.

где φв и φr – табличные коэффициенты, принимаемые в зависимости от

.

φв =0,91 и φr=0,91.

Подбор арматуры при известных значениях в, h, lo, Rв, Rsc, Nl, N проводится в следующей последовательности:

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

см2.

и размеры поперечного сечения

см2.

2. Корректируют размеры поперечного сечения колонны, если они отличаются от принятых более, чем на 5 см. Следует помнить, что при принятии размеров поперечного сечения они должны быть кратным 5 см.

Принимаем см2.

3. В зависимости от отношений определяют значения φв и φr.

φв =0,91и φr=0,91.

4. Приняв = 0,01Aв=0,01·2,25=0,0225 см2, вычислить φ=2,18.

5. Определяют требуемую площадь продольной арматуры:

см2.

Т.к. , то это говорит о том, что продольная арматура по расчету не требуется, и устанавливается по конструктивным соображениям по формуле:

см2.

6. Назначить количество и диаметр продольной арматуры.

Принимаем 4ст Ø 3, ссм2.

7. Определить фактический процент армирования:

%=1 %.

Сечение можно считать подобранным удовлетворительно, если:

.

Если значение Аs получается с отрицательным знаком, то по расчёту продольная арматура не требуется. Её устанавливают исходя из минимального коэффициента армирования μ = 0,01.

6. 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) hк. Предварительно глубину фундамента назначают из условия:

hз=(1 ÷ 1,5) hк=40 см.

Количество ступеней в фундаменте определяют в зависимости от высоты hф:

- при hф ≤ 400 мм. проектируют одноступенчатый фундамент;

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

- при hф > 900 мм. – трёхступенчатый.

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

6.1 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 γn = 1,2, т.е.:

кН.

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

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