16.Расчет подколонника
16.1.Расчет продольной арматуры.
Продольную арматуру в подколоннике стаканного типа определяем из расчета на изгиб двух нормальных сечений: на уровне основания колонны, отстоящего от обреза фундамента на величину z= 0,45 м; на уровне основания подколонника, отстоящего от обреза фундамента на величинуz= 0,60 м. Величину продольной силыNв сечении на уровне основания колонны принимаем равной нулю, а на уровне основания подколонника равной ее значению на обрезефундамента (см. таб. 28).
Примечание: Наличие в данном случае продольной силы в нормальном сечении подколонника на уровне основания колонны увеличивает, как правило, его несущую способность на изгиб. При этом качество заделки колонны в стакане подколонника существенно влияет на величину передавемой продольной силы на подколонник. По этой причине в практических расчетах нормальное сечение подколонника стаканного типа на уровне основания колонны считается изгибаемым.
При армировании подколонника продольная арматура располагается в нормальном сечении симметрично. При этом площадь сечения растянутой и сжатой арматуры принимается одинаковой. Нормальное сечение на уровне основания колонны считается изгибаемым, а на уровне основания подколонника внецентренно сжатым.
Фундамент Ф-1.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 2182,1 кН;М= 64,7 кНм;Q= 72,6 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a'– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем армирование 2Ф16 А-III,As=As'= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом e0относительно центра тяжести сечения:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Определяем по формуле (25) нормативного документа /6/ предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As':
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,279 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней Ф 16 А-III, расположенных в углах поперечного сечения. При этом As = As' = 4,02 см2.
Необходимую длину анкеровки продольной арматуры определяем по формуле (186) норм /6/:
Продольную
арматуру следует довести до уровня
подошвы фундамента. При этом длина
анкеровки растянутой арматуры составит
0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.
Фундамент Ф-2.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 3367,1 кН;М= 67,1 кНм;Q= 40,1 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a'– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем ближайшую по площади поперечного сечения арматуру 2Ф16 А-III,As=As'= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом e0относительно центра тяжести сечения:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Поскольку характеристики материалов не изменились, предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона также не изменится и будет равно 0,604.
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As':
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,431 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней Ф 16 А-III, расположенных в углах поперечного сечения. При этом As = As' = 4,02 см2.
Поскольку характеристики материалов и диаметр рабочей арматуры не изменились, расчетная длина анкеровки растянутой арматуры также не изменилась и составляет 0,489 м.
Продольную арматуру следует довести до уровня подошвы фундамента. При этом длина анкеровки растянутой арматуры составит 0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.