1.4.3. Расчет прочности колонны.
Расчет
прочности сжатых элементов из тяжелого
бетона классов В15…В40 на действие
продольной силы, приложенной со случайным
эксцентриситетом, при
допускается производить из условия:
,
где
-
коэффициент, определяемый по формуле:
.
-
коэффициенты, принимаемые по прил.17 м/у
в зависимости от
.
,где
-
площадь всей арматуры в сечении
элемента;
-
для арматуры классов A-I,
A-II,
A-III.
При
можно принимать
.
В первом приближении принимаем:
;
см2;
см2;
.
Свободная
длина колонны подвала
м,
м
(размер сечения колонны),
.
-
длительно действующая нагрузка на
колонну. Временно длительно действующая
нагрузка на перекрытие 1248 Н/м2,
кратковременно действующая 4992 Н/м2,
временная длительно действующая нагрузка
на покрытие 390 Н/м2,
кратковременно действующая 1010 Н/м2.
Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с одного этажа:
.
Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с покрытия:
.
Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну:
.
Остальная нагрузка на колонну – длительно действующая:
кН.
.
По
прил. 17 м/у определяем коэффициенты
и
:
,
.
.
Соответственно площадь арматуры составит:
см2.
Принимаем
425
A-III
(
см2).
,
,
что больше
.
Уточнений
делать не нужно, т.к. коэффициент
армирования
не влияет на отношения
,
и слабо влияет на коэффициент
.
1.5. Расчет и конструирование фундаментов под колонну
1.5.1. Исходные данные.
Грунты
основания – глины с условным расчетным
сопротивлением
кПа.
Бетон
тяжелый класса В20,
МПа. Арматура классаA-III,
МПа.
Вес
единицы объема бетона фундамента и
грунта на его обрезах
кН/м3.
Высоту фундамента принимаем равной 120 см (кратной 30 см), глубина заложения фундамента определяется следующим образом:
При отметке пола подвала –3,6 м и толщине конструкции пола подвала 0,2 м глубина заложения подошвы фундамента мелкого заложения определяется следующим образом:
,
где
размер
от чистого пола подвала до пола первого
этажа;
величина
заглубления подошвы фундамента от низа
пола подвала;
высота
принятой конструкции пола подвала;
высота
цокольной части здания.
м.
Расчетное
усилие, передающееся с колонны на
фундамент
кН. Усредненное значение коэффициента
надежности по нагрузке
.
Нормативное значение нагрузки будет:
кН.
1.5.2. Определение размера стороны подошвы фундамента.
Площадь
подошвы центрально нагруженного
фундамента определяется по условному
давлению на грунт
без учета поправок в зависимости от
размеров подошвы фундамента и глубины
его заложения:
где
нормативное
усилие, передающееся с колонны на
фундамент;
табличное
значение расчетного сопротивления
грунта основания под подошвой фундамента,
кПа;
осредненный
удельный вес стеновых блоков, фундамента
и грунта, на обрезах фундамента
принимается условно 20 кН/м3;
глубина
заложения фундамента, м.
.
Размер
стороны квадратной подошвы:
м.
Принимаем
размер
м и уточняем давление на грунт от
расчетной нагрузки:
кН/м2.
Рабочая высота из условия продавливания по подколоннику:
,
где
-
размеры подколонника.
м.
Полная высота фундамента устанавливается из условий:
1).
продавливания:
-высота
части фундамента под подколонником.
2).
заделки колонны в фундаменте:
см (меньше высоты подколонника).
3).
анкеровки сжатой арматуры:
Принимаем полную высоту фундамента 120 см, в том числе высота подколонника 90 см, монолитной части 30 см (рис.11).
Проверяем,
отвечает ли рабочая высота нижней
части (или нижней ступени)
см
условию прочности при действии
поперечной силы без поперечного
армирования в наклонном сечении. Для
единицы ширины этого сечения (b=1
м) должно выполняться условие:
.
Поперечная сила от давления грунта в сечении по грани подколонника:
,
где
-
размер подошвы фундамента;
-
размер подколонника;
-
рабочая высота фундамента;
-
давление на грунт от расчетной
нагрузки.
кН.
Поперечная сила, воспринимаемая нижней ступенью фундамента без поперечного армирования:
кН.
-
условие удовлетворяется.