3.2 Расчет прочности колонны

Прочность колонны определяем как для внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом. При гибкости : 330/40=8,25<20, где l =h =330см – высота колонны в пределах одного этажа, h=40см– высота сечения колонны, прочность колонны определяется выражением:

N = .

l =0,7х( + 15см) = 0,7х345 = 241 см – расчетная длина колонны, зависящая от характера крепления ее концов, см.рис.9. При =241/40 =6,02 по табл.6.2 [1] или по Приложению Е находим коэффициент =0,92. А =40х40 = 1600см2 – площадь бетонного сечения колонны. Тогда площадь сжатой арматуры колонны:

А

Из условия применения ванной сварки выпусков арматуры колонны при стыке минимальный ее диаметр должен быть не менее 20мм. Принимаем 420 А400, А =12,56см2 > 7,0см2, (см. Приложение Д).

Коэффициент армирования µ = (12,56/1600) х 100% = 0,79%< 3%.

Поперечную арматуру принимаем 8 А240 ( из условия сварки с продольной арматурой). Шаг поперечных стержней S = 300мм согласно конструктивным требованиям [1]: S≤ 15d = 15х20= 300мм и S≤ 500мм.

Армирование и конструкция колонны показаны на рис. 10.

4 Расчет и конструирование фундамента под

КОЛОННУ

Колонна сечением 40х40см с жесткой заделкой устанавливается в стакане фундамента.

Усилия в колонне в уровне ее заделки в фундаменте: N = 175,19тн – расчетное, N = N/ = 175,19 /1,15 = 152,34тн – нормативное, = 1,15 – усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

Материалы фундамента: бетон тяжелый класса В15, R = 85кг/см2, R =

7,5 кг/см2, арматура класса А400 , R = 3550кг/см2. Условное расчетное сопротивление грунта R = 2,6 кг/см2. Глубину заложения фундамента предварительно назначаем Н =1,2м - здание отапливаемое, подвала нет.

4.1 Определение размеров подошвы фундамента

Для центрально нагруженного фундамента площадь подошвы определяем по условному расчетному сопротивлению грунта R =2,6кг/см2 по формуле:

А = =

где γ = 2,0т/м3 – объемный вес бетона фундамента и грунта на его обрезах.

Размер стороны квадратной подошвы фундамента а = принимаем а = 2,7м (кратно 0,3м). Давление на грунт от расчетной нагрузки

р =

4.2 Определение высоты фундамента

Рабочую высоту фундамента определим по приближенной формуле расчета на продавливание:

h ,

где h = 40см – высота сечения колонны.

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) - продавливания

2) - заделки колонны в фундаменте

3) – анкеровки сжатой арматуры колонны

длина анкеровки по п.8.3.21[1],

где - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения. В нашем случае для арматуры d =20мм A =3,142см2, U = 6,28см. R =1х2,5х9,0= 22,5 кг/см2 – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном колонны. Тогда , а полная высота фундамента:

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 110см, с высотой нижней, средней и верхней ступеней соответственно 40см,40см и 30см. Ширина верхней ступени а =1,1м, средней - а = 1,9м, нижней (по расчету размеров подошвы) – а =2,7м, см. рис.11.

Рабочую высоту нижней ступени h = 40-4=36см проверим на условие прочности по поперечной силе без поперечного армирования для единицы ширины фундамента б=100см:

Q = pl ≤ Q

Q= pl = p0,5(а - а ) = 2,4х0,5(270-190) х100= 9600 кг < 12150кг,

здесь р – давление на грунт от расчетной нагрузки. Прочность нижней ступени фундамента без поперечного армирования обеспечена.