3. Расчет центрально сжатой колонны

   1. Определение действующих на колонну нагрузок

Выполним сбор нагрузок на колонну нижнего этажа

Рис. 2. Грузовая площадь колонны

Грузовая площадь А_гр равна:

Расчетное усилие в колонне N равно:

где:

- расчетная продольная сила от длительно действующей нагрузки,

- расчетная продольная сила от кратковременно действующей нагрузки

4.2. Расчет армирования колонны

В соответствии с действующими нормами [1, 2] при расчете центрально сжатых железобетонных элементов всегда должен учитываться случайный эксцентриситет е_сл. Однако при расчетной длине l₀<20b_К расчет допускается производить на центрально сжатие, т.е. без учета случайного

эксцентриситета.

Предварительно задаемся минимальными размерами колонны из конструктивных соображений: а_к=Ь_к=0,45 м, армирование 8Ø16 A-III, бетон класса В25 (Rb = 14,5 МПа). Расчетная длина колонны составляет:

l₀=0,7*Н=0,7*4,2м=2,94м.

l₀=2,94 м <20*0,45м.

2,94 м<9

Условие выполнено.

где m=1 при b_к,а_к>0,2 м, φ - коэффициент продольного изгиба:

Проверим условие прочности:

Условие прочности выполнено.

Поперечное армирование принимается хомутами Ø8 A-I с шагом 200 мм.

5. Расчет фундамента

   1. Конструирование фундамента.

где Nⁿ - сосредоточенная сила от нормативной нагрузки, передаваемая па фундамент от колонны, R_rp - расчетное сопротивление грунта, усредненная плотность фундамента и грунта, расположенного на уступах, Н₃ глубина заложения фундамента, - усредненный коэффициент надежности по нагрузкам.

Принимается фундамент с размерами 3,6x3,6 м. Площадь фундамента составляет =13 .

Предварительная высота фундамента определяется из условия прочности против среза (продавливания) по периметру колонны:

Предварительно назначаем высоту фундамента 750 мм.

Минимальная высота фундамента определяется из условия его прочности на продавливание по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом в 45°. При квадратной подошве это условие записывается в виде:

где Р - расчетная подавливающая сила, Ноф - рабочая высота фундамента, рср=2-(ак+Ьк+2*Ноф) - среднее арифметическое между периметром верхнего и нижнего основания пирамиды.

Величина продавливающей силы Р принимается равной расчетной силе N, действующей в сечении колонны у верха фундамента, за вычетом реактивного давления по площади основания пирамиды продавливания:

Площадь основания пирамиды продавливания

Реактивное давление грунта составит:

Проверка на продавливание выполнятся.

Высота нижней ступни подбирается гак, что бы в ней не потребовалось поперечной арматуры:

С учетом защитного слоя 40 мм, при наличии бетонной подготовки, принимаем высоту нижней ступени фундамента 450 мм.

2. Армирование фундамента

Площадь сечения рабочей арматуры определяется из расчета на изгиб консольных выступов фундамента в сечениях у грани колонны (сечение 1-1) и у грани нижней ступени (сечение 2-2). Изгибающие моменты в сечениях таковы:

Сечение арматуры в каждом направлении можно найти по формуле, приняв

Принимаем бетон класса В10, армирование 20 18 A-III в каждом направлении. Фактическое армирование составляет мм²