6.4. Расчет консоли колонны.

Опирание ригеля на колонну осуществляется на железобетонную консоль. Действующая на консоль опорная реакция ригеля воспринимается бетонным сечением консоли и растянутой арматурой, расчет который приведен ниже.

Произведем расчет консоли в уровне перекрытия первого этажа.

Расчетные данные: бетон колонны класса В-20, арматура класса A-III, ширина консоли равна ширине колонны, b_c=40 (см), ширина ригеля b=30 см.

Вычисляем минимальный вылет консоли l_рм из условия смятия над концом ригеля.

С учетом зазора между торцом ригеля и гранью колонны, равным 5 см, вылет консоли .

Принимаем кратным 5 см, .

Высоту сечения консоли находим по сечению, проходящему по грани колонны. Рабочую высоту сечения определяем из условия при . .

Определяем расстояние а от точки приложения опорной реакции Q до грани колонны.

Максимальная высота h₀ составит

.

Минимальная высота составит

.

Полную высоту сечения консоли у основания принимаем 25 см,

h₀=25-3=22 см.

Находим высоту свободного конца консоли, если нижняя грань ее наклонена по углом 45⁰, .

- условие соблюдается.

Расчет армирования консоли: расчетный изгибающий момент

Определяем :

По таблице 3.1 (1) определяем .

Вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры:

Принимаем 218 мм A-III, A_s=5,09 см².

Данную арматуру привариваем к закладным деталям консоли, на которую устанавливают, а затем крепят на сварке ригель.

При h = 40 см > 2.5  а = 2.511.5=28.75 см консоль армируют наклонными хомутами по всей высоте и отогнутыми стержнями. Хомуты принимаем дву хветьевыми из стаи класса A-III 8 мм, A_sw=0.385 см². Шаг хомутов консоли назначаем равным не более 150 мм и не более . Принимаем шаг S = 5 см.

7. Расчет монолитного центрально-нагруженного фундамента.

В курсовом проекте подлежит расчету железобетонный фундамент под колонну среднего ряда. Бетон фундамента класса В-20, арматура нижней сетки из стали класса A-III, конструктивная арматура A-III. Условное расчетное сопротивление основания R₀=1.5МПа. Средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах .

Расчетные характеристики материалов:

Для бетона класса В-20, R_b=11.5 МПа, R_bt=0.9 МПа, .

Для арматуры класса A-III R_s=365 МПа.

Расчетная нагрузка на фундамент от колонны подвального этажа с учетом , N₁=2260 кН.

Сечение колонны 4040 см.

Определяем нормативную нагрузку на фундамент: , где - коэффициент надежности по нагрузке.

Определяем требуемую площадь подушки фундамента:

Размеры стороны квадратного в плане фундамента:

Принимаем размер подошвы фундамента 2.72.7 м, кратно 300 мм с A_f= 7.29 м².

Вычисляем наименьшую высоту фундамента из условия продавливания его колонной по поверхности пирамиды при действии расчетной нагрузки, используя нижеприведенную формулу:

, где - напряжение в основании фундамента от расчетной нагрузки.

, следовательно,

.

Полная минимальная высота фундамента составит

, где a_b=4 см - толщина защитного слоя бетона.

Определяем высоту фундамента из условия заделки колонны в зависимости от размеров ее сечения:

.

Из конструктивных соображений, учитывая необходимость надежно закрепить стержни продольной арматуры при жесткой заделке колонны в фундаменте, высоту фундамента рекомендуется принять равной не менее: , где,

- глубина стакана фундамента, равная ,

- диаметр продольных стержней колонны

- зазор между торцом колонны и дном стакана фундамента.

Окончательно принимаем высоту фундамента , число ступеней – три. Высоту ступеней принимаем из условия обеспечения бетоном достаточной прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении. Расчетные сечения 3-3 по грани колонны, 2-2 по грани верхней ступени, 1-1 по нижней границе пирамиды продавливания. Вычисляем минимальную рабочую высоту первой снизу ступени:

. Конструктивно принимаем h₁ = 40 см.

Осуществляем проверку соответствия рабочей высоты нижней ступени фундамента условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающегося в сечении 1-1. Вычисляем значение поперечной силы на 1 м ширины указанного сечения.

.

Определяем минимальное поперечное усилие Q_b, воспринимаемое бетоном: , где,

- для тяжелого бетона;

- для плит сплошного сечения;

- так как отсутствуют продольные силы.

.

Так как , то условие прочности соблюдается. Размеры остальных ступеней фундамента принимаем так, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведенную под углом 45⁰ к грани колонны на отметке верха фундамента.

Проверим прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями, проведенными под углом 45⁰ к боковым граням колонны.

, где ; - площадь основания пирамиды продавливания при квадратных в плане колонне и фундаменте.

.

.

при , среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания в пределах полной высоты фундамента h₀.

.

условие выполняется.

При подсчете арматуры для фундамента за расчетные принимают изгибающие моменты, соответствующие расположению уступов фундамента, как для консоли с защемленным концом.

Вычисляем необходимую площадь арматуры в разных сечениях фундамента в одном направлении.

Принимаем нестандартную сетку из арматуры диаметром 1812 мм A-III с ячейками 1515 см с A_s=20.36 см² в одном направлении.

Определяем процент армирования.

Полученный результат больше , установленный нормами.

Верхнюю ступень армируют конструктивно горизонтальной сеткой из арматуры 8 мм класса А-III, устанавливаемые через 150 (мм) по высоте, расположение сеток фиксируют вертикальными стержнями 8 мм класса А-III.

Список используемой литературы

Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учебник для вузов.-5 изд, перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1991-767 стр.: ил.

Заикин А. И. , Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий : Учеб. пособие. М.: АСВ, 2002. – 192 с.

Мандриков А.П., Примеры расчета железобетонных конструкций: учебное пособие для техникумов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. Стройиздат, 1989. – 506 стр.

4. СНиП –2.03.01.84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1989г.