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 1560 Н/м2,
кратковременно действующая 3900 Н/м2,
временная длительно действующая нагрузка
на покрытие 390 Н/м2, кратковременно
действующая 980 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.
т.к. Аs=-1,42, то подбор арматуры по расчету не нужен, принимаю конструктивно, что обеспечивает
процент армирования.
Окончательно принимаю
418 A-III
(
см2).
,
,
что больше
.
Следовательно, оставляем принятую арматуру с 18 мм.
1.5. Расчет и конструирование фундаментов под колонну
1.5.1. Исходные данные.
Грунты основания –
пески средней плотности с условным
расчетным сопротивлением
кПа.
Бетон тяжелый
класса В20,
МПа. Арматура класса A-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.
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.