4.3 Характеристики міцності бетону і арматури

Клас бетону: В20 А-ІІІ (400)

R_b=11,5 МПа;

γ_b2=0,9;

R_bt=1,9 МПа.

R_sс=400 МПа

4.4 Підбір перерізу арматури колони

Елементи прямокутної форми перерізу із симетричним армуванням армують стержнями зі сталі класів А-IІІ. При l₀≤20h і наявності тільки випадкових ексцентриситетів розраховують за формулою:

N≤φ(R_bA+R_scA_s),

де А - площа поперечного перерізу колони, A=h_cb_c;

А_s – площа перерізу усієї поздовжньої арматури у поперечному перерізі елемента;

R_sc - розрахунковий опір поздовжньої арматури тиску;

φ – коефіцієнт поздовжнього згину, який враховує тривалість завантаження, гнучкість і характер армування елемента.

,

φ_b= 0,74, φ_r=0,82;

Попередньо φ=1, μ=0.01, визначаємо потрібну площу поперечного перерізу колони:

А_sc=0.01A=0,0017м²

Визначаємо потрібну площу перерізу повздовжньої арматури:

приймаємо 8 стержнів ø 25мм з А_s=39,27см²

Визначаємо відсоток армування:

де: А_s – площа перерізу прийнятої поздовжньої арматури.

5 Розрахунок фундаменту колони

Через малий ексцентриситет фундамент під колону розраховують як центрально навантажений.

Фундамент розраховується на дію навантажень, які передаються з колони першого поверху, навантаження від власної ваги фундаменту і ґрунту, що знаходиться на його уступах.

Навантаження від власної ваги фундаменту і ґрунту на його уступах розраховують відніманням із розрахункового опору ґрунту величини γ_mH₁, де γ_m=20 кН/м³ – усереднене навантаження від власної ваги одиниці об’єму фундаменту і ґрунту на його уступах, Н₁ – глибина закладення фундаменту .

Потрібна площа підошви центрально-навантаженого фундаменту:

,

де N – поздовжня сила, що передається колоною на фундамент;

R₀ – розрахунковий опір ґрунту;

γ_n – коефіцієнт надійності за навантаженням – 1,15.

Робоча висота фундаменту з умови продавлювання визначається з виразу:

де: R_bt – розрахунковий опір бетону фундаменту на осьове розтягнення;

P=N/A – тиск ґрунту на одиницю площі підошви фундаменту.

P=

Повну висоту фундаменту Н установлюють з умов продавлювання:

Н=h₀+a=0,827+0,0825=0,909м,

де

d - діаметр арматури;

с - захисний шар бетону, що дорівнює 35мм при установці фундаменту на бетонну підготовку і не менше 70мм при відсутності бетонної підготовки; закладенні колони у фундамент:

Н=(1,0÷1,5)h+0,25=1,5∙0,5+0,25=1м принимаем 1,05м

анкерування стиснутої арматури у колоні:

Н=(10÷18)d=18∙0,025=0,45м

З трьох значень приймається більше значення висоти фундаменту. При висоті фундаменту Н<90см приймають два уступи, а при Н≥90см три уступи, при цьому висота фундаменту приймається кратною 300мм, а висоту уступу - кратною 150мм, але не менше 300мм.

Приймаємо Н>0,9м - три уступи.

Робочу висоту нижнього уступу приймають такою, щоб вона відповідала умові міцності за поперечною силою без поперечного армування у похилому перерізі:

,

де h₀₁ - робоча висота нижнього уступу;

φ_b3=0,6.

- ґрунту на одиницю площі підошви фундаменту;

с=0,5(а-h_c-2h₀)=0,5(3-0,4-2∙0,827)=0,473м

Розрахункові згинальні моменти у перерізах І-І, ІІ-ІІ і ІІІ-ІІІ від дії реактивного тиску ґрунту:

M_І=0,125·P(a-h_c)²b,

M_І=

M_ІІ=0,125·P(a – а₁)²b,

M_ІІ=

M_ІІІ=0,125·P(a – а₂)²b,

M_ІІІ=

Переріз робочої арматури на всю ширину фундаменту обчислюємо за формулами:

Визначаємо кількість стержнів: n =3*2/0,2=30 штук

Визначаємо діаметр кожного стержня: d = 15,57/30=0,519 см²

Приймаємо за сортаментом ø 9; A_s1=0,636 см², A_s=19,08 см².