Расчет по прочности колонны

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом.

;;

Расчет сжатых элементов из бетона класса B 25 на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом, при, допускается производить из условия, где — площадь сечения колонны.

• — площадь всей продольной арматуры в сечении колонны.
• — расчетная длина колонны фундамента с шарнирным опиранием в уровне 1- го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента;
• — коэффициент, принимаемые в зависимости от гибкости колонны

.

тогда коэффициент = 0,92.

;

Принимаем окончательно 4Ш22 А500 с .

Диаметр поперечной арматуры принимаем Ш8 А240 (из условий свариваемости с продольной арматурой). Шаг поперечных стержней s=300 мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям s?=15d = 15* 22 = 330 мм и s?= 500 мм.

Расчет и конструирование фундамента под колонну

Исходные данные:

Грунты основания — супесь, условное расчетное сопротивление грунта.

= 0,32 Мпа Бетон тяжелый класса В25 = 1,05 Мпа, =0,9.

Арматура класса А500 = 435 Мпа.

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах.

20 кН/м3.

Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см. С учетом пола подвала глубина заложения фундамента Н1= 105 см.

Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент, N=2509,31кН. Нормативное усилие.

Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке = 1,15.

Определяем размер стороны подошвы фундамента

Площадь подошвы центрально загруженного фундамента определяем по условному давлению на грунт без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения:

— условное давление на грунт, зависящее от вида грунта.

— усредненная на грузка от единицы объема фундамента и грунта на его уступах, 20 кН/м3.

H — глубина заложения фундамента Размер стороны квадратной подошвы:

;

принимаем размер = 2,7 м (кратным 0,3м).

Давление на грунт от расчетной нагрузки.

Определяем высоту фундамента.

Рабочая высота из условия продавливания:

• 1) продавливание
• 2) Из условия заделки колонны в фундамент:
• 3) из условия анкеровки сжатой арматуры колонны:

базовая длина анкеровки.

;

Для арматуры Ш.

требуемая расчетная длина анкеровки.

Принимаем максимальную длину анкеровки, т. е.

;

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 120 см. При этом ширина первой ступени, а второй .

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения b = 100 см должно выполняться условие:

.

Поперечная сила от давления грунта:

Поперечная сила, воспринимаемая нижней ступенью фундамента без поперечного армирования:

17,21<189кН — условие прочности удовлетворяется.

Расчет на продавливание.

Проверяем или нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания.

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия:.

Где F — продавливающая сила, принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки, создаваемой реактивным отпором грунта, приложенным к подошве фундамента в пределах площади с размерами, превышающими размер площадки опирания на величину во всех направлениях;

— площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5 от границы приложения силы N с рабочей высотой сечения .

Площадь определяется по формуле:

.

где U — периметр контура расчетного сечения Площадь расчетного поперечного сечения равна.

=8,8*0,4 =3,52 м².

Продавливающая сила:

— площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчетного поперечного сечения, равная.

Проверка условия дает.

.

т.е. прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.

Определение площади арматуры подошвы фундамента

Подбор арматуры производим в 3-х вертикальных сечениях фундамента, что позволяет учесть изменении изменение параметров его расчетной схемы, в качестве которой принимается консольная балка, загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта. Для рассматриваемых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными, поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них.

Сечение I-I.

Площадь сечения арматуры определяется по формуле:

;

Сечение IIII.

Сечение III — III.

Из трех найденных значений подбор арматуры производим по максимальному значению, т. е.

Шаг стержней принимается от 150 мм до 300 мм. При ширине подошвы фундамента, а = 2,7 м минимальный диаметр стержней =10мм.

Примем шаг стержней = 300 мм.

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой 10Ш14 А500 с .

Процент армирования:

В сечении I-I.

В сечении II-II.

В сечении III-III.

Так как во всех сечения, количество принятой арматуры оставляем без изменения.