4.3. Расчет консоли колонны

Рис.5.

Принимаем ширину консоли равной ширине колонны h_col =400 мм. Бетон класса В25. Арматура класса А400 и А240. Наибольшая нагрузка на консоль колонны Q= 208 кН (опорная реакция ригеля).

При классе бетона колонны В25 необходимую длину опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечения прочности ригеля на местное сжатие (смятие) при классе бетона в ригеле В20 с R_b= 10,35 МПа, R_bt= 0,81 МПа и ширине ригеля b _р= 300 мм.

Минимальный вынос консоли с учетом зазора между колонной и торцом ригеля 60 мм, в соответствии с типовым решением в проектах многоэтажных зданий каркасного типа l = 250 мм и высоту консоли ригеля h = 400 мм фактическая длина площадки опирания ригеля и консоли колонны под концом ригеля. L _sup,t= 250 - 60= 190 мм.

Напряжение смятия в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля:

G_b= Q/ (l_sup,f × b_p)= 208×10³/ (190 ×300)= 3 МПа < R_b= 10,35 МПа.

Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена. Высота у свободного края:

h_кр= h-l ×tg 45°= 400-250 × 1= 150 мм > h/3=400/3=133 мм.

h_o= 400-35=365 мм.

Прочность консоли по наклонному сечению:

Q_сеч=3,5 ×R_bt×b×h_о=3,5 × 0,81× 400×365=

=434350 Н= 434.35 кН > Q = 208кН

Прочность обеспечена.

4.4. Расчет армирования консоли

Рис.6.

Изгибающий момент у грани колонны:

M=Q ×С=208×10³× 155=32240×10³ Н×мм, где С=60+0,5 × l_sup=

= 60+0,5 × 190=155 мм.

A_s= М /(0,9 × R_s ×b × h_o)= 32240×10³/ (0,9 × 355×400 ×365)= 0

т.е. продольная арматура в консоли не требуется. Принимаем армирование по конструктивным требованиям.

A_smin= μ_min в h_o=0,002 × 400×365=292 мм²

Выбираем по таблице сортамента арматуру из двух диаметров 14 мм класса А400 (лист 9). Консоль армируем горизонтальными хомутами, при h=400 мм шаг принимаем h/4=100 мм из арматуры Ø6 мм, установленными в двух плоскостях.

5. Расчет и конструирование фундамента

5.1. Исходные данные для расчета

Фундаменты под колонну проектируем столбчатым, ступенчатым, прямоугольным в плане. Глубина заложения подошвы от уровня пола Н=1500 мм принимаем из условия глубины промерзания.

Расчетная нагрузка, передаваемая от колонны, N=1466 кН (см.стр.11). Условное расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы фундамента по заданию:

R_о=0,2 МПа= 0,2 Н/мм² =200 кН/м².

Бетон класса В15; R_b=8,5 МПа; R_bt =0,9×0,75 =0,675 МПа. Арматура класса А400; R_s=355 МПа.

Усредненная плотность тела фундамента и грунта на его ступенях:

γ_m=20 кН/м³=2т/м³.

5.2.Определение площади подошвы фундамента (2-я группа предельных состояний)

Размеры подошвы фундамента определяем по формуле:

A= Nⁿ (R_o - γ_m× H)= 1242 /(200-20 × 1,5)= 7,3м²,

где: Nⁿ - нормативная нагрузка;

Nⁿ=N/ γ_t=1466/l,18=1242 кH

Н- глубина заложения фундамента;

γ_t=1,18 -усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Форму подошвы фундамента принимаем квадратной, размерами сторон кратными 0,2 м (лист 8.9).

а = b = √А= 2,7 м, принимаем а=b=2,7 м.

Вес фундамента и грунта на выступах:

N_ф= а × b × Н × γ_m × γ_f=2,7 ²×1,5 ×20 × 1,2=262 кН.

Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:

Р_ф= (N + N_ф) / а × b= (1466+ 262) / (2,7²)=273кН/м² > R_o = 200 кН/м²

т.к. габаритные размеры подошвы не удовлетворяют условию прочности грунта, следует увеличить стороны подошвы.

Принимаем а=b=3,0 м. Вес фундамента и грунта на выступах:

N_ф= а×b ×Н × γ_m × γ_f = 3,0 ×3,0× 1,5 ×20×1,2=324 кН.

Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:

Р_ф= (N + N_ф) / а × b= (1466 + 262) / (3 ×3)=192 кН/м² < R_o = 200 кН/м²

Габаритные размеры подошвы удовлетворяют условию прочности грунта.