перекрытия на 60см. Нижняя ветвь колоны первого этажа заделывается в стакан
фундамента.
4.1.Исходные данные
Требуется рассчитать колону среднего ряда первого этажа на
эксплуатационные нагрузки.
Расчетные характеристики материалов:
для бетона кл. В20 Rв ?в2=11,5 0,9=10,35МПа
для арматуры кл. А-II Rsc=280МПа
4.2.Нагрузка на колонну
Нагрузка на колону передается от покрытия и перекрытия. Грузовая
площадь, с которой собирается нагрузка на колону, определена как
произведение расстояний между разбивочными осями Агр=6х6=36м2
(см. рис.1.). Конструкция покрытия дана на рис.2. Вес снегового покрова для
г.Тула 100кгс/м2 (1,0 кн/м2) по СНиП 2.01.07-85, вес 1м длины ригеля 500кгс
(5кн), вес 1м2 плиты покрытия 260 кгс (2,6кн). Расчет нагрузок сведен в
табл.4.1.
Таблица
4.1.
|Нагрузка от покрытия |Нормативная кн |?f |Расчетная кн |
| Постоянная | | | |
| | | | |
|Гравий втопленный в битумную | | | |
|мастику | | | |
|0,015 20 36 |10,8 |1,2 |13 |
|3 слоя рубероида на битумной | | | |
|мастике | | | |
|0,15 36 |5,4 |1,1 |5,94 |
|Цементная стяжка | | | |
|0,03 19 36 |20,52 |1,3 |26,68 |
|Утеплитель | | | |
|0,18 8 36 |51,84 |1,1 |57,02 |
|Пароизоляция | | | |
|0,05 36 |1,8 |1,2 |2,16 |
|Железобетонная плита | | | |
|2,6 36 |93,6 |1,1 |102,96 |
|Железобетонный ригель | | | |
|5 6 |30 |1,1 |33 |
|Итого постоянная |213,96 | |240,76 |
|Временная | | | |
|Снег г. Тула | | | |
|1 36 |36 |1,2 |43,2 |
|в том числе длительная 50% |18 |1,2 |21,6 |
|Итого длительная Nдл.пок. |231,96 | |262,36 |
|Полная Nпок. |249,96 | |283,96 |
Нагрузка от перекрытия берется из табл.3.1., а именно, нормативная нагрузка
4,1кн/м2, расчетная нагрузка 4,74кн/м2; вес 1м длины ригеля перекрытия 5кн.
Временная длительная на перекрытие для магазина 0,3кн/м2 [Л-6.2]. Расчет
нагрузок сведен в табл. 4.2.
4.2.
|Нагрузка от перекрытия |Нормативная кн |?f |Расчетная кн |
|Пол и плита: | | | |
|Нормативная 4,1 36 |147,6 |- | |
|Расчетная 4,74 36 | |- |170,64 |
|Итого постоянная |177,6 | |203,64 |
|для магазина | | | |
|в том числе длительная | | | |
|0,3 36 |10,8 |1,2 |12,96 |
|Итого длительная. Nдл.пер |188,4 | |216,6 |
|Полная Nпер. |213,6 | |246,84 |
Сечение колонн ориентировано принято вхh=30х30см=0,3х0,3м. Собственный
вес колонны одного этажа
Nк=в h ? H ?f=0,3 0,3 25 4,2 1,1=10,395кн
Нагрузку на колонны каждого этажа определяем в соответствии со схемой
загружения (рис.11), начиная с третьего этажа путем последовательного
суммирования. Подсчеты сведены в табл.4.3.
[pic]
Рис.10.Расчетная схема колонны Рис.11.Схема загружения
|Этаж |Длительная нагрузка кн |Полная нагрузка кн |
| | | |
|3 |262,36+10,395=272,755 |283,96+10,395=294,355 |
|2 |272,755+10,395+216,6=499,75 |294,355+10,395+246,64=551,39 |
|1 |499,75+10,395+216,6=726,745 |551,39+10,395+246,64=808,425 |
Продольное усилие на колонну первого этажа от полной нагрузки
N1=8084МПа см2, от длительной нагрузки Nдл.=7267МПа см2
4.3.Определение размеров сечения колонны и расчет рабочей арматуры
Расчет колонны ведем с учетом случайного эксцентриситета. При
центральном загружении и наличии только случайного эксцентриситета колонны
прямоугольного сечения с симметрической арматурой кл. А-I, А-II, А-III при
их расчетной длине L0<20h (420<20 30=600) можно рассчитать по несущей
способности по условию:
N<?в ?в(RвAв+RsAs)
Где N – расчетная продольна сила, равная N1;
?в – коэффициент условий работы (?в=0,9 при h<200мм и ?в=1 при
h>200мм);
? – 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 ?=?=1, коэффициент армирования
[pic]. Тогда требуемая площадь сечения колонны из условия несущей
способности:
Принимаем Ав=вхh=25х25=625 см2
Вычисляем L0/h=420/25=16,8, [pic]
?=1 (при h>20см). По табл. 3.20[Л-1] ?в=0,75 и ?ч=0,82 (пологая, что
Апс<As/3).
Коэффициент ? определится по формуле
?=?в+2(?ч-?в)[pic]
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).
для бетона кл. В15 Rв ?в2=8,5 0,9=7,65МПа (0,76кн/см2)
Rвt ?в2=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+?=30 22+50=710мм
где d=22мм – диаметр продольной арматуры колонны
?=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= [pic]~1,9м
Назначаем окончательно вф=аф=______мм (кратно 300мм). Тогда площадь
подошвы будет равна Аф=вф аф=_______=_______м2 и среднее давление на грунт
составит
[pic]<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
[pic].
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
[pic]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.
-----------------------
Мозаичный пол ?=22кн/м3
Подготовка из бетона ?=20кн/м3
Гидроизоляция ?=6кн/м3
Жб плита ?=2,6кн/м3
эп. М
эп. Q
Q=0,5qL0
[pic]??
Страницы: 1, 2
