2.3.Расчет площади рабочей арматуры. Нормируемые характеристики бетона и арматуры

Принимаем: бетон класса В30, γ_b1 = 0,9 (γ_b1 R_b = 0,9 · 17 = 15,3 МПа)

арматура класса А400 (R_sc = 355 МПа).

Проводим необходимые поверочные расчеты:

• расчетная длина колонны 1^го этажа с учетом защемления в фундаменте

м;

• гибкость колонны

< 20 и, следовательно, расчет ведется в предположении наличия только случайных эксцентриситетов методом последовательных приближений.

мм²,

где φ = 0,8 – предварительно принятое значение для ориентировочной оценки площади арматуры А_{s, tot} .

Принимаем для поверочных расчетов 9 Ø 14 А400 с площадью 1385 мм².

Уточняем расчет колонны с учетом принятого значения А_{s, tot} = 1385 мм² и значение φ = 0,9

Тогда фактическая несущая способность колонны

кН > 887,12 кН,

то есть, прочность колонны обеспечена.

Проверяем достаточность величины принятого армирования

μ_max > > μ_min = 0,001, т.е. условие удовлетворяется.

Назначение поперечной арматуры

Класс арматуры хомутов А240, диаметр d_w ≥ 0,25 d = 0,25 ∙ 14 = 3,5 мм.

Принимаем d_w = 6,0 мм.

Каркас сварной, поэтому шаг хомутов s_w ≤ 15 d = 180 мм, s_w = 150 мм.

3. Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колону.

3.1. Исходные данные для проектирования.

Расчетное усилие в заделке – N_fun = 1466 кН

Нормативное усилие – N ⁿ_fun = N_fun : γ_fm = 1466: 1,15 = 1274,7 кН;

Условная (без учета района строительства

и категории грунта) глубина заложения – Н_f = 1,5 м

Расчетное сопротивление грунта (по заданию) – R_гр = 0,21 МПа

Средний вес единицы объема бетона фундамента

и грунта на его уступах – γ_m = 20 кН / м³

Фундамент проектируется монолитным, многоступенчатым

из тяжелого бетона класса В15 (γ_b1 = 0,9) – R_bt = 0,675 МПа

Армирование фундамента выполнить арматурой класса А400 (R_s = 355 МПа)

3.2. Определение геометрических размеров фундамента.

Требуемая площадь сечения подошвы фундамента

мм² = 7,5 м².

Размер стороны квадратной подошвы

м.

Назначаем а = 1,6 м, тогда давление под подошвой фундамента при действии расчетной нагрузки

Н/мм² = 190кН/м².

Рабочая высота фундамента из условия прочности на продавливание

мм;

мм (а_з = 35 ÷ 70 мм – толщина защитного слоя)

По условию заделки колонны в фундамент

мм.

По условию анкеровки сжатой арматуры (арматура колонны) диаметром  14 А400 в бетоне класса В30

мм,

где λ _an = 20.

Слагаемые (200 + 50) – первое слагаемое определяет минимальную (по условию продавливания) толщину днища стакана, а второе – зазор между дном стакана и низом колонны.

С учетом удовлетворения всех требований принимаем окончательно двухступенчатый фундамент: мм, мм, высоту нижней ступени h₁ = 400 мм .

Проверяем соответствие рабочей высоты нижней ступени h_{0 1} по условию прочности от поперечной силы. На 1 м ширины этого сечения поперечная сила равна

кН.

Минимальное значение поперечной силы , воспринимаемое бетоном Н =116,4 кН > Q₁ = 26,4 кН.

То есть, прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Ширина второй ступени определена геометрически и составляет мм.

Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды

,

где кН – усилие продавливания;

м² – площадь основания пирамиды продавливания;

м – усредненный периметр сечения пирамиды продавливания;

F = 782,9  Н = 1890 кН,

т.е. условие прочности на продавливание удовлетворяется.