Проектирование сборной железобетонной колонны и фундамента под колонну.Высота этажа,м 4,2 Количество этажей 4 Класс бетона монолитной конструкции и фундамента В15 Класс арматуры монолитной конструкции и фундамента A-Ш Глубина заложения фундамента, м 1,4 Условное расчетное давление на грунт, МПа 0,28 Район строительства Казань
Решение. Определим нагрузку на колонну с грузовой площади, соответствующей заданной сетке колонн 5,6*6,8=38,08 м2 и коэффициентом надежности по назначению здания gn=0,95. Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа: -от перекрытия 3,49*38,08*0,95=126,25 кН; -от собственного веса колонны сечением 0,3*0,3 м при высоте этажа 4,2м составит 0,3*0,3*4,2*25*1,1*0,95=9,88 кН; Итого: 126,25+17,8+9,88=153,9 кН; Временная нагрузка от перекрытия одного этажа 6*38,08*0,95=217,06 кН, в том числе длительная 4,2*38,08*0,95=173,65 кН. Постоянная нагрузка от покрытия при нагрузке от кровли и плит 5 кН/м2 составит 5*38,08*0,95=180,88 кН, то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа 180,88+17,8+9,88=208,56 êÍ. Временная нагрузка от снега для г. Казань (IV снеговой район рs=1,5кН/м2) при коэффициенте надежности по нагрузке gf=1,4 будет равна 1,5*1,4*38,08*0,95=75,97 кН, в том числе длительная составляющая 0,5*75,97=37,985 кН. Таким образом, суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей -4) будет составлять N = (153,9+217,06)*(4-1)+208,56+75,97=1397,41 кН; в том числе длительно действующая Nl =(153,9+173,65)*(4-1)+208,56+37,985=1229,195 кН. Характеристики бетона и арматуры для колонны. Бетон тяжелый класса В30,Rb=17 МПа при gb2 =1. Продольная рабочая арматура класса А-III, Rsc= 365 МПа. Расчет прочности сечения колонны выполняем по формулам [3п. 3.64] на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом, поскольку класс тяжелого бетона ниже В40, а h0=4200 мм < 20h=20*300=6000 мм. Принимая предварительно коэффициент j = 0,8 вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры по формуле (119) [3] Принимаем 4Æ14 мм, As, tot=616 мм2. Выполним проверку прочности сечения колонны с учетом площади сечения фактически принятой арматуры. При Nl/N=1229,195/1397,41=0,88; l0/h=4200/300=14 и a’=40 мм <0,15h=45 мм по приложению 6 находим jb=0,83 и jsb=0,872 Так как as=Rsc*As,tot*(RbA)=365*616/17*3002=0,147, то j= jb+2(jsb-jb) as =0,83+2(0,872-0,83)0,147=0,842 Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонны будет равна Nu=j(RbA+RscAs,tot)=0,842*(17*3002+365*616)=1477,6кН >N=1397,41 кН, следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются требования [2п. 5.16] по минимальному армированию, поскольку m%= 0,68%>0,4(при l/i»72) Поперечную арматуру в колонне конструируем в соответствии с требованиями [2 п. 5.22] из арматуры класса Вр-I диаметром 5мм, устанавливаемую с шагом S =250 мм < 20d =20*14=280 мм и менее 500 мм
Рис.7 К расчету колонны и фундамента а- деталь армирования колонны б- расчетные сечения и армирование фундамента.
Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 300*300 мм с расчетным усилием в заделке N=1397,41 кН. Для определения размеров подошвы фундамента вычислим нормативное усилие от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке gf=1,15; Nn=N/ gf=1397,41/1,15=1215,14кН. По заданию грунт основания имеет условное расчетное сопротивление R0=0,28 МПа, а глубина заложения фундамента равна Hf= 1,4 м. Фундамент должен проектироваться из тяжелого бетона класса В15(Rbt=0,75МПа) и рабочей арматуры класса A-III(Rs=365 МПа) Принимая средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезахgmt=20*10-6 кН/м3 вычислим требуемую площадь подошвы фундамента по формуле As,tot= 4,82м. Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее a= = 2,19=2,2 м. Назначаем размер a=2,2 м, при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно N/Af,tot=1397,41*103/22002=0,29МПа h0=- =329.6мм, т.е. H=ho+a=330+50=380 мм. По условию заделки колонны в фундаменте полная высота фундамента должна быть не менее H=1,5h+250=1,5*300+250=700 мм. По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны Æ14A-III в бетоне класса В30 H=land+250=21*14+250=544 мм, где lan определяется по [3табл. 45] или по[2 формула (186)]. С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент высотой H=700мм, двухступенчатый, с высотой нижней ступени h1=400 мм. С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту h0=H-a=700-50=650 мм и для первой ступени h01 = 400-50=350 мм. Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающимся в сечении III-III. Для единицы ширины этого сечения Q=0,5(a-hc-2h0)b 0,5*(2200-300-2-650)*0,29=87 Н. Поскольку Qb,min =0.6Rbtbh01=0,6*0,75*1*350=157.5Н>Q=87Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена. Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определим из условия расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I и II. Изгибающие моменты определим по [I,формуле(XII,7)]. MI=0,125p’S(a-hc)2b=0,125*0,29*(2200-300)2*2200=287.9*106Н/мм. Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определим из условий: ASI=MI/(0,9h0RS)=287.9*106/(0,75*650*365)=1617.98мм2. Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 12Æ14 A-III(As=1847 мм2),
Список используемой литературы. Байков В.Н.., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М.: Стройиздат 1985. СНиП 2,03,01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: ЦИТП, 1985. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (.). М.: ЦИТП 1986. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2,03,01-84). Ч.1. М1986. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2,03,01-84). Ч.2. М1986. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М.: Стройиздат 1983. СНиП 2.01.07-85Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП, 1987.Бородачов Н.А. Расчет и проектирование железобетонных конструкций с применением ЭВМ.
|