5.4. Расчет стыка колонн.

Стык двух колонн выполняется на расстоянии 500-900 мм от пола этажа. Арматура в стыке сваривается ванной сваркой. Из условия сварки диаметр свариваемой арматуры ≥ 28 мм. После сварки стык замоноличивают бетоном под давлением. Класс бетона тот же что и в колонне . Расчет выполняется в стадиях монтажа и эксплуатации.

Рис.13

1 Стадия эксплуатации

а) расчет без учета косвенного армирования производится по условию:

N_стык≤N_сеч=N^к_b+N_b^замон +N_s

Определяем:

N_сеч= R^к_bA^к_b0.9+0.8R^з_bA^з_b+R_scA_s

N_сеч=0.911.5(100)(3030-994)+0.811.5100(994)+2·12,32365100= 1771424 Н

1771424<1707962,06 – условие выполнено, значит арматуру сеток С-1 принимаем конструктивно d=8мм, AIII, R_s=365МПа A_s=12,32 см² с шагом 60 см.

2 Стадия монтажа

Прочность проверяется без учета бетона замоноличивания, но с учетом работы центрирующего выступа с косвенным армированием в виде поперечных сеток, и арматурных выпусков, соединенных ванной сваркой

Расчет производится из условия:

N_монт≤R_b,red·A_{loc 1}+0.5φ₁R_sc·A_S , где N_монт – расчетное усилие в стадии возведения, равное нагрузки с одного перекрытия.

R_b,red = R_bφ_b+ φμ_xyR_s,xyφ_s

φ_b= φ_b-учитывают повышение несущей способности

- площадь смятия равная площади центрирующей пластины 10х10=100см.

- расчетная площадь смятия, см²; - площадь бетона заключенная внутри сеток косвенного армирования, считая их по крайним стержням.

φ_b= - условие выполнено

- количество, площадь сечения и длина коротких стержней в сетке

- количество, площадь сечения и длина длинных стержней в сетке

S – шаг сеток

Находим коэф. эффективности объемного армирования:

φ=1/(0.23+ψ) здесь ψ=μ_xyR_s,xy/(R_b+10); ψ=0.0273365/(11.5+10)=0,45 МПа

φ=1/(0.23+0,45)=1,47

R_b,red = 11.5 +0,950.048365=28,14

N_{ядра сеч}+N_s=0.928,14(0.1)405+365(0.1)212,32=1925,06кН

1553,02<1925,06- условие выполняется прочность обеспечена.

φ_s=4.5-3.5(А_loc1/А_cf)=4.5-3.5(100/405)=3.63

R^_b,red=R_bφ_b+m_sR_sφ φ_s – здесь второе слагаемое учитывает влияние сетки С-1; и φ_b-учитывают повышение несущей способности бетона при смятии:

R_b,red=11.51.59+1,473650,02733.63·100=6999 Н/cм²

Определяем величину монтажной нагрузки:

N_монт = N_{колонны} +N_{собст.вес} +N_V,монт

здесь: N_V,монт=V_мA_грузγ_fγ_n=2.539,21.20.95=111,72кН

N_кол=P_кол·n=8464.5·4=33,85кН

N_монт = 33,85+111,72+3·39.2·0.95·1.2=279.634кН=279634 Н

279634<6999·100+0,5·365·100·24,64·0,73=1019172,8 Н

279634<1079172,8 – условие выполнено прочность обеспечена.

6. Проектирование фундамента под колонну.

6.1. Определение размеров подошвы фундамента.

Рис. 14

Расчетное усилие колонны у заделки в фундамент N=1707962,06 Н

Нормативное усилие N_n=N/1.15=1707962,06/1,15=1485184,4Н

Материалы фундамента:

бетон:

класс – В15

расчетное сопротивление осевому сжатию R_b=0,75 МПа;

расчетное сопротивление осевому растяжению R_bt=0,66 МПа;

γ_b2=0.9

вес единицы объема фундамента и грунта на его обрезах γ_m=20 кН/м³.

Расчетное сопротивление грунта(песка) R₀=0,25 МПа

арматура:

класса АII

расчетное сопротивление растяжению арматуры R_s=280 МПа;

модуль упругости стали арматуры E_s=20010³ МПа;

Площадь подошвы фундамента при центральном сжатии:

А_ф=N_n/(R₀-γmH₁) здесь Н₁ – глубина заложения фундамента

Определим Н₁=Н+15 см

Высота фундамента принимается H_Ф=90 см

Н₁ =90 +15 см=105 см.

А_ф=1485184,4/0,25·10⁶-(201,05)=6,5 м²

Размеры сторон квадратной подошвы

а=b= =2,5 принимаем а=2,4 метра (кратно 30 см).

Расчет тела фундамента

P^{`</sup>=N/A P<sup>`}=1707.96206/2.4·2.4=296.5 кН/м²

А=a·b=2.4·2.4=5.76 м²