Собственный вес колонны и расчётные схемы

Собственный вес колонны определим по формуле:

 ,                          (7.6)

где

 – коэффициент надёжности для собственного веса бетонных и железобетонных конструкций.

 – плотность железобетона.

Расчётные схемы колонны при монтажных и транспортных нагрузках показаны на рис. 22.

Рис. 22. Расчётная схема колонны при транспортировке (а) и монтаже (б)

 

Определение расчётного момента

Моменты от собственного веса определяются по формулам:

– при транспортировке:

 ,                       (7.7)                     (7.8)

За расчётный момент при транспортировке принимаем

– при монтаже:

                             (7.9)

При этом применяются коэффициенты динамичности:

– при транспортировке , откуда

– при монтаже , откуда

За окончательный расчётный момент принимаем .

Условие прочности

Из уравнения равновесия моментов получаем:

 , (7.10)

Условие выполнено, прочность колонны при монтаже и транспортировке обеспечена.

 

 

Расчёт на смятие оголовка

Условие прочности

Для элементов без косвенной арматуры в зоне смятия прочность на смятие обеспечена при выполнении условия:

 ,                                     (7.11)

где

 – внешняя сжимающая сила от внешней нагрузки, в данном случае равна опорной реакции фермы

 – коэффициент, при неравномерном распределении нагрузки принимаемый равным

Рис. 23. К определению площади смятия.

 

 – площадь смятия (см. рис. 23):

 ,                                       (7.12)

где

 – ширина фермы;

 – длина зоны опирания, при опирании балок и других изгибаемых элементов (т.ч. ферм) принимается

 – расчётное сопротивление бетона смятию при местном действии нагрузки:

,                                                        (7.13)

где

 – коэффициент, определяемый по формуле:

 ,                                                 (7.14)

где

 – площадь бетона нижележащей конструкции,  которая воспринимает смятие:

 ,                        (7.14)

По формуле (7.14) вычисляем коэффициент:

И расчётное сопротивление бетона смятию по (7.13):

 

Условие (7.11) принимает вид:

Условие не выполняется, необходима установка сеток косвенного армирования.

Расчёт сеток косвенного армирования

Рис. 24. Сетки косвенного армирования.

Сетки косвенного армирования учитываются путём замены в условии (7.11)  на , вычисляемое по формуле:

,                                         (7.15)

где

 – коэффициент, вычисляемый по формуле:

,                                                  (7.16)

где

 – площадь в пределах контура сеток, определяется по формуле (см. рис. 24):

,                         (7.17)

Поскольку  принимаем .

По (7.16) получаем:

 – расчётное сопротивлении арматуры косвенных сеток, для арматуры А240

 – коэффициент косвенного армирования:

,                                                  (7.18)

где

 – шаг сеток, по конструктивным требованиям . При этом необходимо расположить не менее четырёх сеток на участке длиной   Принимаем шаг сеток (см. рис.25).

 –  число стержней, площадь одного стержня и длина этого стержня в осях крайних поперечных стержней в направлении х, принимаем диаметр стержней сетки 10 мм, тогда ,  – по рис. 24.

 – аналогично, в направлении у.

По формуле (7.18) получаем:

Следовательно, по (7.15):

Поскольку  то окончательно принимаем

 

 

Проверим условие (7.11):

Условие выполняется, прочность оголовка колонны по смятию обеспечена.

 

Рис. 25. Оголовок колонны.

 

VIII. Расчёт фундамента

Исходные данные

Размеры колонны  

Продольная арматура в колонне 4Æ25А500

Глубина промерзания

Условное сопротивление грунта

Бетон – B20, арматура – А300.

Таблица 8.1. Характеристики бетона B20
Rb, кН/см2	Rbt, кН/см2	Rbt,ser, кН/см2	Eb, кН/см2
1,15	0,09	0,135	2750

 

Таблица 8.2. Характеристики арматуры А300
R s, кН/см2	R sc, кН/см2			E s, кН/см2
27	27	0,577	0,411	20000

 

Поскольку колонна крайняя, необходимо учесть нагрузку от стены:

– толщина стены  

– плотность материала стены  

– высота стены

– шаг колонн в продольном направлении

– вес фундаментной балки (размеры )  

Следовательно, нагрузка от стены:

– нормативная:  

– расчётная:

Момент от внецентренного опирания стены:

– нормативный:  

– расчётный:

Таблица 8.3. Нагрузка на обрез фундамента
С колонны	301,098	227,973	1795,423	1388,913	54,887	41,487
От стены	220,790	200,718	490,644	446,04	–	–
Суммарно	521,888	428,691	2286,067	1834,953	54,887	41,487

 

2. Определение предварительных размеров фундамента

Высота

Заделка колонны в фундамент

Заделка колонны в фундамент должна быть не менее:

                        (8.1)

Также должно выполняться условие:

,                           (8.2)

где

 – относительная длина анкеровки, определённая по таблице 3.3. Пособия к СП 52-101-2003 для бетона В45 и арматуры Æ25А500.

Кроме этого должно быть:

                                                 (8.3)

Окончательно принимаем