Проверяем прочность по наклонной полосе ригеля между наклонными трещинами:

Построение эпюров материалов выполняем с целью рационального конструирования продольной арматуры ригеля в соответствии с огибающей эпюрой изгибающих моментов.

Сечение в пролете с продольной арматурой 2Ø25A-III

Сечение в пролете с продольной арматурой 4Ø25 A-III

, так как

,

Сечение у опоры с арматурой в верхней зоне 2Ø28

, ,

Для нижней арматуры по эпюре Q графическим способом находим поперечную силу в точке теоретического обрыва стержней диаметром 28 мм тогда требуемая длина анкеровки будет равна:

Для верхней арматуры у опоры диаметром при Q=61кН соответственно получим:

Сборная железобетонная колонна и центрально-нагруженный фундамент под колонну

,

Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:

от перекрытия:

от собственного веса ригеля:

от собственного веса колонны сечением 0,3х0,3 при высоте этажа 3,3 м:

Итого:

Временная нагрузка от покрытия одного этажа:

Временная нагрузка от снега для города Казань ():

, в том числе длительная составляющая:

Постоянная нагрузка от покрытия при нагрузки от кровли и плит:

Т.о. суммарная (максимальная) величина продольной силы в колонне первого этажа (при заданном количестве этажей 4) будет составлять:

, в том числе длительно действующая:

Характеристики бетона и арматуры для колонны:

Бетон: B30, ;

Продольная рабочая арматура класса А-I;

Принимаем предварительный коэффициент вычисляем требуемую площадь сечения продольной арматуры:

Принимаем 3Ø20A-III

Выполним проверку прочности сечения колонны с учетом площади фактически принятой арматуры:

При; ; , ,

Так как , то

Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонны будет равна:

, следовательно прочность колонны обеспечена.

Поперечная арматура:

и менее 500мм

Фундамент (сечение колонны; )

Фундамент должен проектироваться из тяжелого бетона класса B20

Назначаем размер: , при этом

Рабочая высота фундамента:

Полная высота фундамента должна быть не менее:

,

- высота нижней ступени

,

Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента (b=1мм)

Прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена

6 Этап Кирпичный столб с сетчатым армированием

Решение: Определяем требуемые размеры поперечного сечения столба, принимая величину средних напряжений в кладке G = 2,5 Мпа, тогда получим А = N/G = 674 10/2,5 = 0,26 10 мм.Назначаем размеры сечения кирпичного столба с учетом кратности размерам кирпича b = 510 мм и h = 640 мм с А = 640 510 = 0,32 10 мм = 0,32м

Так как заданная величина эксцентриситета е = 62 мм < 0,17 h = 0,17 640 = 109 мм, то ,согласно п 4.31, столб можно проектировать с сетчатым армированием.

Вычисляем максимальное ( у наиболее сжатой грани ) напряжение в кладке с принятыми размерами сечения , пользуясь формулами 13,14 (6):

G= N / ( mA) = 637 10/( 10,90,26101 ) = 2.84Мпа,

Где A= A(1-2e/h) = 0,3210(1-262/640) = 0,26310 мм, а значения коэффициентов

m = 1, = 0,9 и = 1 принято предварительно ориентировочно.

Тогда расчетное сопротивление неармированной кладки должно быть не менее 0,6 2,86 = 1,70 МПа.

По табл. 2(6) принимаем для кладки столба марку кирпича 150 и марку раствора 50 (R = 1.8 Мпа). Так как площадь сечения столба A = 0,32 м >0,3 м, то расчетное сопротивление кладки не корректируем.

Определим требуемый процент армирования кладки, принимая значение R = = 2.86Мпа, тогда получим

= 0,40% > 0,1%

где R = 0,6 360 = 216 МПа для арматуры диаметром 5 мм класса Вр-1 ( A= 19,6 мм) с учетом коэффициента условий работы = 0,6

Назначаем шаг сеток s = 158 мм (через каждые два ряда кладки при толщине шва 14 мм), тогда размер ячейки сетки с перекрестным расположением стержней должен быть не менее

c = 2A/(s) = 219,6100/(0,40158) = 62,0мм.

Принимаем размер с = 60 мм, при этом получим = 2A/(cs) = 219,6100/(60158) = 0,416 %, что не превышает предельного значения

Определяем фактическую несущую способность запроектированного сечения кирпичного столба с сетчатым армированием (рис 1. 34г). Для определения коэффициентов продольного изгиба расчетная высота столба при неподвижных шарнирных опорах будет равна

l = H = 3600 мм

 = l/ h = 3300/640 = 5,15

Соответственно гибкость в плоскости действия изгибающего момента

Высота сжатой части сечения и соответствующая ей гибкость

h = h – 2e = 640 - 262 = 516мм; h= H / h= 3300 / 516 = 6,3

При < 10 по табл. 20(6) находим  = 0, тогда коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки, будет равен m= 1.

Вычисляем прочностные и деформативные характеристики армированной кладки:

Расчетные сопротивления армированной кладки при внецентренном сжатии

R= R +( 1- ) = 1.8 + ( 1 - ) = 3,09 Мпа < 2R = 3.6 МПа

Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием по формуле

где  = 500 принимаем по таблице 15(6) для силикатного полнотелого кирпича;

R = kR = 21.8 = 3,6 Мпа, а

R = kR + 2R/100 = 6,76 МПа

Пользуясь табл.18 (6) по величинам гибкостей  и  и значению упругой характеристики армированной кладки  находим значения коэффициентов продольного изгиба для армированной кладки при внецентренном сжатии  = 0,945 и = 0,8 ; соответственно получим = ( + )/2 = (0,945 + 0,80)/2 = 0,887

Коэффициент  , учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки при внецентренном сжатии, определяем по табл. 19

 = 1 + e/ h = 1 + 62/ 640 = 1,09 < 1,45

Тогда фактическая несущая способность запроектированного кирпичного столба при при внецентренном сжатии будет равна

N = mRA = 1 = 837000 Па

Т.к. сечение прямоугольного профиля, то выполняем проверку несущей способности столба на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной действию изгибающего момента.

Поскольку при центральном сжатии армирование кладки не должно быть более

50 R/ R = 50 1.8/ 216 = 0,41 % <  = 0,42% , то в расчете на центральное сжатие принимаем = 0,41% , соответственно получим следующие значение прочностных и деформативных характеристик армированной кладки

R = R + 2R/100 = 1,8 + 0,41 / 100 = 3,57 Мпа, что не более 2R = 3.6Мпа; = 0,877 при = 3300 / 640

Тогда несущая способность при центральном сжатии составит

N = mRA = 1 = 949 Н

949 кН. Следовательно, фактическая несущая способность столба будет определяться случаем внецентренного сжатия и составит N = 949 кН, поэтому прочность кирпичного столба обеспечена.