4.3. Розрахунок міцності колони

Колону розраховуємо як стиснутий елемент з випадковим ексцентриситетом, значення якого приймаємо з умов:

З цих умов приймаємо найбільше значення e_a=1см.=10мм.

З’єднання колони з ригелем – шарнірне.

При виконанні умови l₀/h_c=4,15/0,4=10,37520 розрахунок міцності елементів можна проводити за формулою:

N(R_bA+R_scA_s,tot),

де =_b+2(_sb-_b)_s_sb. (_sb та _b – приймають за табл. 1.6 МВ 051-105)

N₁/N=0,732;

см.

Гнучкість колони: =l₀/(0,289h₀)=4,15/(0,2890,4)=35,9; оскільки 37,683, отже приймаємо =0,002.

A_s,min=_minb_c²=0,00240²=3,2см².

Призначаємо попередньо арматуру із 4 стержня 12 А300 з А_s=4,52см².

_sb=0,89;

_b=0,87;

N=1789,9кН(R_bA+R_scA_s,tot)=0,9(1,151600+36,54.52)=1804 кН.

Поперечну арматуру колони приймаємо із умов зварювання: 6 А240.

Крок поперечної арматури:

приймаємо S=20см.

4.4. Розрахунок міцності консолі колони

Для обпирання ригеля на колону проектуємо опорні консолі ширина яких дорівнює ширині колони. Виліт консолі повинен бути не менший:

см.

Приймаємо l=20см.

При передачі опорної реакції через закладну деталь ексцентриситет дії сили становить: см.

Мінімальну робочу висоту перерізу обчислюємо за формулою:

см.

см.

h_min=h_0,max+a=31,6 +4=35,6 см.

h₁15см;

h₁1/3h.

Приймаємо h₁=15см.

h15+l=15+20=35см.

З h_min та h приймаємо більше значення та заокруглюємо його до 5 см.

Приймаємо h=350мм (рис 3.1).

Площу перерізу робочої арматури консолі знаходимо за формулою:

см²

Приймаємо 316 А-300С з А_s=6,03 см².

Перевіряємо міцність стиснутої похилої полоси.

Призначаємо поперечне армування із сталі А-2406мм; А_sw=0,283см². Крок стержнів:

S _w<1/4h=1/435=8,75см.

S_w<15см.

Приймаємо S_w=8см.

Умова міцності похилої смуги:

Q0,8_w1R_bl_supb_csin²

tg=h/l=350/200=1,75  =6015`  sin²=0,754.

Q=234,0кН  0,81,081,45150,75430=425,07кН

Міцність забезпечена.

5. Розрахунок та конструювання фундаменту під колону

- бетон важкий класу В20, розрахунковий опір на стиск R_b=11,5 МПа, на розтяг R_bt = 0,9 МПа, коефіцієнт умов роботи бетону γ_b2=0,9 (див. табл. 13 і 15 [ 5] );

- арматура поздовжня робоча класу А300, розрахунковий опір R_s = 280 МПа,

R_sw = 225 МПа. (див. табл. 22 [5] ), .

5.1. Визначення розмірів підошви фундаментів

Обчислюємо нормативне навантаження на фундамент

Необхідна площа фундаменту

Збільшуємо сторону фундаменту на 20%. Приймаємо розмір підошви фундаменту 3х3 м (кратно 300 мм) A_f=9 м².

,

де

5.2. Визначення висоти фундаменту

Повна мінімальна висота фундаменту

Висота фундаменту із умови замонолічування колони в залежності від розмірів перерізу її перерізу:

Приймаємо висоту фундаменту см, кількість сходинок три.

Мінімальна робоча висота першої східці:

Конструктивно приймаємо см, см.

Перевіряємо відповідність робочої висоти нижньої сходинки фундаменту умовою міцності по поперечній силі без поперечного армування в похилому перерізі. На 1 м ширини цього перерізу поперечна сила

Мінімальна поперечна сила, що сприймається бетоном

Умова виконується.

Розміри другої та третьої сходинок фундаменту приймаємо так, щоб внутрішні грані сходинок не перетинали пряму, проведену під кутом 45^о до грані колони на відмітці верху фундаменту.

Перевіряємо міцність фундаменту на продавлювання

де