3.2.Расчет колонны на поперечную силу.

Поперечная сила в колонне равна:

Поскольку Q постоянна по высоте колонны С = С_max= = 3∙h₀ =3∙350=1050мм < H₁ = 5,12м

Поскольку C=C_max

,где:

N_b = Rb·A+R_SC· A_s,tot =8,5∙400²+ 355·7854 =4148,17 кН > N

Q_b,min = 0,5R_btbh₀ = 0,5∙0,75∙400∙350 = 52500 Н = 52,5кН >

> Q = 9,3 кН

Прочность по наклонному сечению обеспечена. Поперечная арматура принимается по конструктивным требованиям, то есть Ø 8 А 240 с шагом S_w = 350мм (S_w 0,25d и S_w15d).

Расчёт по бетонной полосе между наклонными сечениями:

Q=9,3 кН<0,3R_bbh₀φ_n1 = 0,3∙8,5∙400∙350∙0,406 = 145 кН

, поэтому

φ_n1 =

Прочность по бетонной полосе обеспечена.

3.3. Расчет консоли колонны.

Консоль колонны предназначены для опирания ригеля рамы. Консоли колонны бетонируются одновременно с её стволом, поэтому выполняется также из тяжелого бетона класса В15 имеем расчетное сопротивление бетона модуль упругости бетонаДля продольной арматуры класса А400 расчетное сопротивлениемодуль упругостиПоперечное армирование коротких консолей выполняется в виде горизонтальных двухветвевых хомутов из стержней диаметром 6 мм класса А240.

Рабочая высота опорного сечения консоли Расстояние от приложения силы Q до опорного сечения консоли будет:

Q_b^Л<Q_b=φ_b2xR_btxbxh₀²/c, где с=а=205 мм.

Q_b,min=0,5R_btxbxh₀<Q_b<Q_max=2,5xR_btxbxh₀

Q_b=790243H>480∙10³H

Q_b,_max=2,5∙0,75∙400∙600=450∙10³ H

Определяем площадь продольной арматуры . Момент в опорном сечении, взятый с коэффициентом 1,25 равен:

Площадь сечения арматуры будет равна:

Принимаем 2с

Расчет консоли по СНиП2.03.01-84

h1=650-350=300 мм >h/3=200 мм

h0=h-a=650-50=600 мм

Проверяем условие прочности по наклонной сжатой полосе:

Принимаем шаг горизонтальных хомутов

,

Проверяем условие прочности:

4. Расчет фундаментов под колонны

Требуется рассчитать железобетонный фундамент под среднюю колонну.

Исходные данные: Бетон В15, арматура А400, , h=1,8м, H=1,95 м.

Усилия:

- первая схема загружения

- вторая схема загружения

6.1. Определение размеры подошвы фундамента от усилий при

- первая схема загружения

_{Принимаем b=l=3,3м, A=10,89 м2, Gф=20·10,89·1,95=424,71 кН.}

- вторая схема загружения

_{Принятые размеры подошвы фундамента удовлетворяют обеим схемам загружения.}

Рисунок 17 – Эпюры напряжений под подошвой фундамента от нагрузок при

_{6.2. Расчет фундамента на прочность}

_{6.2.1.Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента}

От первого сочетания усилий

_;

_М1=0

От второго сочетания усилий

,

_{Q2=19,99 кН}

Рисунок 18 - Эпюры напряжений под подошвой фундамента от расчетных нагрузок

6.2.2 Расчет на продавливание плитной части фундамента

Анализируя полученные эпюры давления Р, дальнейший расчет плитной части производим от первого сочетания усилий.

Рисунок 19 - Схема образования пирамиды продавливания плитной части фундамента

Продавливающая сила:

Условие прочности:

Прочность нижней ступени на продавливание достаточна.

6.2.3 Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной

от дна стакана

Условие выполнения расчета – боковая грань пирамиды продавливания от дна стакана проходит ниже боковой грани пирамиды продавливания плитной части.

h_cf-d_p=900-0 > 0,5( l_cf-l_c)=0,5(900-400) = 250 мм - расчет нетребуется.

Рисунок 20 - Схема продавливания фундамента от дна стакана

6.2.4 Проверка фундамента на раскалывание от действия продольной силы

Не требуется, так как обеспечена его прочность на продавливание колонной от дна стакана.

6.2.5 Расчет плитной части фундамента на поперечную силу.

При b/l = 3,3/3,3 = 1 ˃ 0,5 не требуется.

6.2.6 Расчет плитной части фундамента на обратный момент.

Не требуется по причине однозначной эпюры напряжений под подошвой фундамента.

6.2.7 Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента

Сечение 1-1 (по грани верхней ступени)

, ,,

Сечение 2-2 (по грани второй ступени)

, ,,,

Сечение 3-3 (по грани подколонника)

, ,,,

По большей площади 2657,61 мм² принимаем 4 сетки двух типоразмеров:

- 1,6 х 3,2 с 9 16А300 A_s = 1810мм²

- 1,4 х 3,2 с 8 16А300 A_s = 1608 мм²

Суммарная площадь арматуры в одном направлении в 1716А300,

A_s = 3418 мм² (+28,61%).

Процент армирования сечений:

Рисунок 21 - Расчетные сечения при определении арматуры в подошве фундамента

6.2.8 Расчет подколонника

В данном случае подколонник рассматривается как короткая сжатая колона с поперечным сечением 900х900мм.

Рисунок 22 – Расчетное сечение подколонника

Случайный эксцентриситет принимаем в обоих направлениях.

Расчетные усилия в сечении 1-1

Первое сочетание усилий

Принимаем α=0,99

Так как подколонник, исходя из первого сочетания усилий, можно проектировать бетонным.

Второе сочетание усилий

Следовательно, подколонник, исходя из второго сочетания усилий, можно принять железобетонным с вертикальной арматурой.

Расчетные усилия в сечении 2-2

Первое сочетание усилий

Так как подколонник, исходя из первого сочетания усилий, можно проектировать бетонным.

Второе сочетание усилий

Следовательно, подколонник, исходя из второго сочетания усилий, можно принять железобетонным с вертикальной арматурой. Для его расчета принимаем второе сочетание усилий в расчетном сечении 2-2, так как

>

Так как подколонник железобетонный, то вертикальная арматура рассчитывается по формуле:

, где

=50мм.

, где

=900-50=850мм.

=1

Принимаем вертикальную арматуру 12А300 с=339.

Рисунок 23 - Вертикальное армирование подколонника