Расчет железобетонной колонны.

3.1. Сбор нагрузок.

Для расчета колонны собираем расчетную нагрузку (ее полное значение N и длительную часть нагрузки N_L).

Собираем нагрузку на один квадратный метр покрытия:

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка Н/м2
Постоянная нагрузка: 1.4 слоя рубероида 2.Цементно-песчаная стяжка 3.Пустотная плита	0,09 0,51   3,2	1,3 1,3   1,1	0,12 0,66   3,52
Итого постоянная	qn=3,8		q=4,3
Временная: в том числе длительная и кратковременная.	1,8 0,9 0,9	1,4	2,52
Всего:	qn +ρn=5,6		q +ρ=6,82

 

· Нагрузка от собственного веса железобетонной колонны.

· Нагрузка на низ колонны

· Находим длительную часть нагрузки на низ колонны N_L для чего необходимо из всей нагрузки вычесть кратковременную часть нагрузки (в соответствии с п.1.7 «и» СНиП 2.01.07.85* 50% снеговой нагрузки считается кратковременной и 50%-длительной).

В соответствие с СНиП 2.01.07.85* длительная нормативная нагрузка на перекрытия больницы залов составляет 30% от полного значения нормативной нагрузки на перекрытие и коэффициент надёжности по нагрузки следовательно:

· С учётом коэффициента надёжности для второго класса ответственности нагрузка равна:

=213,74*0,95=203,05

=144,72*0,95=137,48

1. Задаемся материалами колонны: бетон тяжелый класса В20

Продольная арматура класса А-ІІІ, поперечная арматура класса Вр-І, расчетные сопротивления R_b=11,5МПа; R_sc=365Мпа.

2. Определяем расчетную длину колонны; расчетная длина колонны принимается равной высоте этажа: =3,3м(фактическая колонны выполняется высотой в 3 этаа, но учитывается ее закрепления в перекрытии, получаем расчетную схему)

3. Находим отношение:

4. По таблице 5.6 определяем значение коэффициентов , с учетом интерполяции ,,

5. Задавшись коэффициентом армирования вычисляем значение коэффициента принимаем

6. Вычисляем коэффициент продольного изгиба:

7. Определяем требуемую площадь арматуры:

(

8. Так как требуемая площадь арматуры получилась отрицательной, это значит, что бетон один (без арматуры) справляется с нагрузкой и арматуру следует принимать по конструктивным требованиям учитывая, что необходимо обеспечить минимальный процент армирования колонны и что при меньшей стороне сечения 250мм, диаметр продольных стерней рекомендуется назначать не менее 16мм, принимаем 4 16 А-ІІІ, А_s=8,04см².

9. Проверяем процент армирования

Что больше минимального значения ( и меньше максимального значения принятая арматура обеспечивает необходимый процент армирования.

10. Назначаем диаметр и шаг постановки поперечных стержней:

мм принимаем поперечную арматуру 4 Вр-І шаг поперечных стержней s: s 20*16=320мм округляем и принимаем шаг s=300мм.

11. Конструируем сечение колонны.

 

4. Расчет фундамента под колонну.

Определяем сервисную нагрузку:

N_ser=N/1,2=203,05/1,2=169,2кН

По таблице определяем расчетное сопротивление грунта R₀=300.

Вычисляем требуемую площадь подошвы фундамента.

принимаем фундамент квадратный a=b= =0,81м округляем требуемые размеры сторон и принимаем фундамент с размерами сторон 1х1м фактическая площадь принятого фундамента А_f=1м².

По таблице устанавливаем удельное сцепление и угол внутреннего трения песка: c_n=c_ІІ=6кПа; _n= _ІІ=31^o

Находим коэффициенты =1,4; =1,2

Выписываем из таблице коэффициенты:

Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле, приняв к=1; к_z=1; d_b=0 (т.к. отсутствует подвал).

R=

Уточняем требуемые размеры фундамента:

Принимаем уточненные размеры фундамента 1х1м, площадью м².

Проверяем подобранный фундамент, средние напряжения под подошвой фундамента р не должны превышать расчетное сопротивления:

Р=

Оставляем размеры фундамента 1х1м, средние напряжение под подошвой фундамента р=213,2кПа меньше расчетного сопротивления грунта =516,4кПа.

Определяем давление под подошвой фундамента:

· Площадь фундамента =а*b=1*1=1м²

· Давление р= / =203,05/1=203,05кПа

Определяем расчетное сечение 1-1 проходящее по краю колонны:

Задаемся защитным слоем бетона а_b=3см (сборный фундамент) и принимаем расстояние от подошвы фундамента до центра тяжести арматуры а=4см,находим рабочую высоту фундамента h₀₁=h_L-a = 105-4=101см

Принимаем класс прочности бетона В20, коэффициент условия работы бетона ; класс арматуры А-ІІІ R_b=11,5МПа; R_bt=0,90 МПа; R_s=365МПа.

 

 

Поперечная сила в расчетном сечении:

Q₁=p*l₁*b=203,05*0,3*1=60,9

Изгибающий момент в сечении 1-1:

М₁= Q₁* l₁/2=60,9*0,3/2=9,13кН*м

Требуемая площадь арматуры фундамента в сечении 1-1:

А=М/0,9*h₀*R=4780/0,9*101*36,5=1,44см²

Принимаем арматуру (в арматурных сетках фундамента рекомендуется назначать шаги стерней арматуры S=100,150,200мм) задаемся шагом стержней арматуры S=200мм определяем количество стержней расположенных в одном направлении арматурной сетки.

N_c= =6 штук.

Принимаем диаметр арматуры 6 10 А-ІІІ, А_s=5,5см², что больше чем требуется по расчету но соответствует рекомендуемому минимальному диаметру арматуры для арматурных сеток фундамента, конструируем арматурные сетки фундамента.

Проверяем фундамент на продавливание; определяем стороны основания пирамиды продавливания.

а_п.о.п.=h_c-2*h₀=30+2*101=232 a=100см.

b _п.о.п.= а_п.о.п.=232 b=100см.

Список литературы.

1. Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции (основны расчета).

2. Байков К.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс.М.:Стройиздат, 1991.

3. Демидов Н.Н. Деминов П.Д., Никифоров В.Г., «Строительные конструкции с элементами статики сооружений».

4. Дорокин В.В., Добромыслов А.Н., «Сборник задач по строительным конструкциям».

5. Цай Т.Н. Строительные конструкции.

6. Основания и фундаменты. Справочник/Под ред. Проф. Г.И.Шведова.

7. СНиП 2.01.07.85* Нагрузи и воздействия.

8. СНиП 2.03.01.84* Бетонные и железобетонные конструкции.

9. СНиП 2.02.01.83* Основания здания и сооружений.

10. ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации.