6. Расчет арматуры колонны

Требуемая площадь сечения арматуры

мм²

Подбираем, с учетом конструктивных требований для сборной колонны

4 Ø 16 А400 А_s =804 мм²

18.Фактический процент армирования:

%<3%.

7. Расчет жесткой консоли колонны

1 .Находим рабочую высоту элемента

h_о= 0,7· h_con=0,7·150=105мм.

2.Плечо внутренней пары сил

z_c= 0,9· h_о=0,9·105=94,5мм.

3.Требуемая площадь сечения арматуры

А_s= 1,25·Q·c / R_s· z_c

Q=183,45кН.

C=130/2+20=85мм.

А_s=(1,25·183,45 ·85/355·94,5) ·10³=581 мм².

Принимаем 2 Ø 20 А400 А_s=628 мм².

Нижнюю арматуру принимаем аналогично: 2 Ø 20 А400

Толщина стальных пластин из стали С245 (R_y = 240 МПа):

t_s= (1,25·Q/ R_y·h_о)/ =(1,25·183450/240·105)/2= 4,55 мм<6 мм.

Принимаем конструктивно две пластины по 6мм.

Рис. 6. К расчету колонны

а – опалубка колонны; б – схема армирования

l0/hcol	≤ 5	≥ 25
μs	0,1 %	0,25 %

8. Расчет стыка колонн

9. Расчет колонны на транспортные и монтажные нагрузки

Определяем высоту колонны

Площадь сечения колонны:

А_с= h_схв_с=0,4·0,4=0,16м²=160000 мм²

Определяем погонную нагрузку от собственного веса колонны.

- при монтаже, коэффициент динамичности γ _din=1,4, вылет консоли l₁ = 1,35 м.

q_м = γ _din·A·ρ·γ _f =1,4·160000·2500·10·1·10^-9 = 5,6 кН/м.

- при перевозке коэффициент динамичности γ _din=1,6, вылет консоли l₂ = 0,15·l = 0,87 м.

q =1,6·160000·2500·10·1·10^-9 = 6,4 кН/м.

Изгибающие моменты в верхней грани колонны

- при монтаже:

М _м = = =5,103 кН·м, М _м> М

- при перевозке

М = = =2,784 кН·м

расчетная схема колонны при монтаже

3. α_m= =

4. ζ =0,5·

5. < 0,5А_s,tot=402мм²

Так как колонна армирована 2Ø16 А500 с A_s=4,02 см² в верхней и нижней зонах, то прочность ее в период монтажа обеспечена рабочими продольными стрежнями.

5. Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента.

1. Подбор размеров подошвы и ступеней фундамента

Расчетное сопротивление грунта по II группе предельных состояний

R_ser = 0,20 МПа

Марка бетона В15; марка стали А240.

- Нормативная нагрузка на фундамент

N_п =

N=1164,63 - из расчета колонны; γ_f,red = 1.15 – осредненный коэффициент надежности по нагрузкам.

- Требуемая площадь подошвы фундамента

;

ρ=20кН/м³; - осредненный объемный вес бетона и грунта; Н₁=1,2м – глубина заложения фундамента.

.

- Размеры сторон подошвы фундамента

а = .

Принимаем а =2,4, тогда А= а² =5,76 м².

- Давление на грунт под подошвой фундамента

P=

- Определяем рабочую высоту фундамента из условия продавливания

h_о=

- Высота фундамента из условия продавливания

Н= h_о + а =776+50 = 826 мм;

а = a_з.с. + 0,5d_s = 40 + 0,5∙20 = 50 мм, a_з.с=40 мм – толщина защитного слоя бетона в грунте, d_s= 20 мм предварительный диаметр арматуры подошвы фундамента.

Минимальная высота фундамента по конструктивным требованиям:

- из условия заделки колонны в фундамент

Н = 1,5·h_с+ t +δ =1,5·400+200+50=850мм;

t = 200мм, толщина дна стакана фундамента, δ = 50 мм – конструктивный зазор для выверки фундамента по высоте.

- из условия анкеровки арматуры колонн

Н=24·d_s + t +δ = 24·16+250 = 634мм.

Принимаем высоту фундамента Н кратно 300мм., тогда Н = 900мм.

Проверяем подошву фундамента расчетом по наклонным сечениям из условия, чтобы не требовалась установка поперечной арматуры

З адаемся: длина второй ступени а₁= 1,8 м.; высота нижней ступени h₁=0,3м.; рабочая высота нижней ступени; h_о1= 0,3-0,05=0,25м.

Q =l·P·в ≤ Q_в

где в =2,4м. ширина фундамента

Q=0,05·202,54·2,4=24,305 кН.

Q_в=0,3·R_вt·в·h_о1=0,3·0,75·0,9·2400·250=

121500 Н=121,5 кН

Q = 24,305кН < Q_в=121,5 кН. – прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.