При проектировании колонны используются следующие материалы:
- бетон класса В25:
- арматура класса А-400:
СЕЧЕНИЕ 1-1
При подборе арматуры используем следующий прием:
(5.2.1)
Так как:
подбор арматуры начинаем по I-ой комбинации усилий
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
(5.2.2)
(5.2.3)
(5.2.4)
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
(5.2.5)
где,
- ширина сечения колонны;
- высота сечения колонны;
- расчетная длинна участка колонны;
- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, = 1,3;
- коэффициент армирования, = 0,01;
n – коэффициент привидения ;
- коэффициент, принимаемый равным , но не менее
(5.2.6)
(5.2.7)
- случай больших эксцентриситетов.
(5.2.8)
3) Определяем количество сжатой арматуры:
(5.2.9)
(5.2.10)
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
(5.2.11)
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
СЕЧЕНИЕ 2-2
При подборе арматуры используем следующий прием:
Так как:
подбор арматуры начинаем со II-ой комбинации усилий
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
Принимаем конструктивное армирование
СЕЧЕНИЕ 3-3
При подборе арматуры используем следующий прием:
Так как:
подбор арматуры начинаем со II-ой комбинации усилий
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия ξ= ξR:
СЕЧЕНИЕ 4-4
1) Определяем значения случайных эксцентриситетов:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай малых эксцентриситетов
3) Проверяем достаточность бетонного сечения:
Условие выполняется, арматура не требуется. Ставим конструктивно.
Конструирование арматуры
После определения необходимой площади арматуры во всех расчетных сечениях колонны пользуясь сортаментом, подбираем стержни продольной арматуры по внешней и внутренней (по отношению к сооружению) сторонам колонны.
При этом необходимо построить эпюру материалов колонны для определения точек теоретического обрыва (ТТО) стержней (см. рис П.2 и П.3).
Результаты расчета арматуры представлены в таблице 3.
Таблица 3
№ сечения | № комбинации усилий | расч см² | фактич см² | Кол-во стержней |
1-1 | I | 46,59 | 48,26 | 6ø32 |
II | 34,21 | 36,85 | 6ø28 | |
2-2 | I | 6,08 | 6,28 | 2ø20 |
II | 5,61 | 6,28 | 2ø20 | |
3-3 | I | 31,17 | 32,17 | 4ø32 |
II | 30,12 | 32,17 | 4ø32 | |
4-4 | I | 3,68 | 5,09 | 2ø18 |
II | 3,68 | 5,09 | 2ø18 |
Поперечная арматура в колоннах обычно по расчёту не требуется её расстановку, осуществляем, в соответствии с конструктивными требованиями норм, а именно:
Диаметр хомутов принимаем (5.3.1)
где - максимальный диаметр продольной арматуры.
Шаг хомутов (5.3.2)
где - минимальный диаметр продольной арматуры.
6. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ ФУНДАМЕНТА
6.1. Конструирование фундамента
При проектировании фундамента используются следующие материалы:
Бетон класса: В15
Арматура класса: -А-400
При расчете и конструировании фундамента рассматривается сечение 1-1.
В проекте рассмотрена конструкция отдельно стоящего фундамента с заделкой колонны посредством зуба. На него помимо вертикальной силы, действуют момент и горизонтальная сила, передаваемая от стоек в месте их сопряжения с фундаментом.
Рассчитанные нагрузки, действующие на колонну, приняты с коэффициентом запаса. Для нахождения их нормативного значения воспользуемся следующими формулами:
(6.1.1)
где,
- осредненный коэффициент перегрузки;
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
(6.1.2)
где,
- осредненный объемный вес бетонно-грунтового массива
- расчетное сопротивление грунта
- глубина заложения фундамента
Размеры фундамента определяются из соотношения сторон:
=4,2 м; =3 м;
Высота фундамента стаканного типа может быть назначена из конструктивных условий, обеспечивающих достаточность заделки в фундаменте, прочность днища стакана на продавливание при монтаже, а так же из условия возможности выверки колонны при установке.
Рис. 6.1.
Принимаем высоту фундамента
Принимаем трехступенчатый железобетонный фундамент со следующими высотами ступеней:
Определяем размеры ступеней фундамента:
Рис. 6.2.
Для определения размеров ступеней используется следующий примем:
Тогда:
(6.1.3)
(6.1.4)
где,
- ширина сечения колонны;
- длинна сечения колонны;
Окончательно принимаем: