5.3. Армирование колонны
Продольную рабочую арматуру, как правило, размещают по граням сечения колонны, перпендикулярным плоскости изгиба, т.е. граням, имеющим консоли для опирания ригелей. Армирование колоны осуществляется пространственным каркасом КП1, состоящим из двух плоских каркасов.
Плоские каркасы объединяются в пространственный каркас при помощи поперечных стержней. В пространственный каркас включают изделия для армирования консолей колонны.
В зоне стыка колонн угловые стержни свариваются с арматурой колонны второго этажа. Для этого угловые стержни оголяются с помощью подрезок в бетоне.
Поперечные стержни каркасов выполняют роль хомутов, обеспечивающих устойчивость продольной рабочей арматуры при сжатии.
Диаметр хомутов принимается из условия свариваемости стержней, dпоп≥0,25·dпрод.
Поперечные стержни в сварном каркасе по конструктивным требованиям принимаем с шагом 20·dпрод и не более 500 мм.
Принимаем поперечные стержни из арматуры класса А500С диаметром 8 мм с шагом 500 мм.
Расчет фундамента под колонну Исходные данные для проектирования
Глубина заложения фундамента здания h= -1,8 м. Расчетное сопротивление грунта составляет R0=0,26 МПа.
Бетон класса В15 с характеристиками:
-
расчетное сопротивление бетона на
сжатие
=7,5
МПа;
-
расчетное сопротивление бетона на
растяжение
=0,66
МПа;
- коэффициент условий работы бетона γb2=1,0.
Рабочая арматура плитной части фундамента и продольная арматура подколонника из стержней класса А-II, расчетное сопротивление арматуры на растяжение Rs = 280 МПа.
Нагрузки, действующие на фундамент Определение нагрузок от покрытия
Нормативная нагрузка от покрытия:
постоянная
Н/м2;
длительная
Н/м2;
кратковременная
Н/м2.
Коэффициенты надежности по нагрузке:
для
постоянной
(средний);
для
нагрузки от веса ригеля и колонны
;
для
длительной
;
для
кратковременной
.
Нормативная нагрузка от веса 1 м.п. ригеля:
кН.
Нормативная нагрузка от собственного веса ригеля:
кН.
Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:
кН.
Нормативная нагрузка от собственного веса колонны одного этажа:
кН.
Расчетная нагрузка от собственного веса колонны одного этажа:
кН.
Нормативная нагрузка от покрытия:
кН.
Расчетная нагрузка от покрытия:
кН.
Определение нагрузок от перекрытия
Нормативная нагрузка от покрытия:
постоянная
Н/м2;
длительная
Н/м2;
кратковременная
Н/м2.
Коэффициенты надежности по нагрузке:
для
постоянной
(средний);
для
длительной
;
для
кратковременной
.
Нормативная нагрузка на фундамент от междуэтажных перекрытий здания:
кН.
Расчетная нагрузка на фундамент от междуэтажных перекрытий здания:
кН.
Нормативная нагрузка, действующая на фундамент:
кН.
Расчетная нагрузка, действующая на фундамент:
кН.
Вычисление геометрических размеров фундамента
Верхний обрез фундамента принимаем на отметке -0,150 м.
Назначаем размеры подколонника и стакана.
Размеры
подколонника и стакана фундамента
определяем из условия, что dc>
м, но не менее 0,15 м. Принимаем dc
= 0,15 м.
Определение размеров подколонника и стакана
Размер подколонника в плане равен:
мм
с
учетом рекомендуемых модульных размеров
принимаем:
мм.
Высота фундамента из условия заделки колонны в зависимости от размеров ее сечения:
см
Определяем длину анкеровки колонны в фундаменте в зависимости от ее размеров:
мм
Глубина стакана подколонника составит:
мм
Определяем площадь фундамента:
м2.
Фундамент квадратный. Сторона фундамента равна:
м.
Назначаем размер стороны фундамента кратной 100 мм, а = 2,5 м.
м2.
Давление на грунт и отпор грунта под подошвой фундамента:
кН/м2
= 0,243 МПа <0,26 МПа.
Минимальная полезная высота фундамента определяется из выражения:.
м
Полная
минимальная высота фундамента:
см.
Высота фундамента с учетом расстояния от низа колонны до его подошвы, которое должно быть не менее 20 см:
см.
Принимаем высоту фундамента 60 см, количество ступеней – две.
Высота фундамента с подколонником из условия глубины заложения (верхний обрез фундамента находится на отметке – 0,150) равна:
см.
Минимальную рабочую высоту первой снизу ступени определяем из условия:
где:
см; 
;
см.
м.
Назначаем
высоту первой ступени
см, второй -
см.
Проверяем соответствие высоты нижней ступени фундамента условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования наклонного сечения. Расчет производим на 1 и ширины фундамента:
кН.
Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:
кН
где: ;
- для плит сплошного сечения равно нулю;
-
ввиду отсутствия продольной силы равно
нулю;
кН
<
кН
условие прочности удовлетворяется, т.е. прочность бетонного наклонного сечения обеспечивает его несущую способность.
Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями под углом 45º к боковым граням колонны.
Сила продавливания, действующая на фундамент, равна:
где:
- площадь нижнего основания пирамиды
продавливания.
Для квадратной колонны в пределах полезной высоты фундамента h0:
м2.
кН.
Средний периметр пирамиды продавливания для квадратной колонны:
м.
Проверяем условие прочности на продавливание:
кН
кН
условие против продавливаемости выполняется.
При определении сечения арматуры за расчетные принимаем изгибающие моменты по сечениям, соответствующим расположению уступов фундамента как для консоли с защемленными концами.
Если сечением считать от края фундамента:
Определяем необходимое количество арматуры в каждом из сечений в одном направлении:
см2
см2
см2
Принимаем армирование фундамента по наибольшей площади арматуры, которая соответствует сечению II.
Количество стержней, располагающихся в одном направлении при шаге 200 мм равно:
шт.
Площадь одного стержня 13,51/13 = 1,04 см2. Принимаем стержни диаметром 12 мм.
Фундамент армируем сеткой. Для сетки принимаем 13Ø12 А-II
см2
см2.