Определение площади арматуры

δ=a’/h₀ =0,05/0,85=0,059.

Вычисляется условный коэффициент α_m1

Арматура устанавливается из конструктивных требований. При гибкости сечения λ=9,33 < 12, μ_min=0,15%. A_s,min= A'_s,min= 0,15·50·85/100=6,38см².

Конструирование колонны

Рис. 7. Армирование крайних колонн.

Рис. 6. Сечения крайних и средних колонн.

2.5.1. Проектирование отдельного фундамента под колонну.

Исходные данные. Бетон В15, R_b= 8,5 МПа, (8,5·10³кН/м²), R_bt= 0,7МПа, (0,7·10³кН/м²).Арматура фундамента А300, R_s= R'_s= 270MПа, (270·10³кН/м²), Условное расчетное сопротивление грунта R₀=0,25МПа. Колонна сплошная h_к×b_к =0,9×0,5м. Арматура колонны Ø25А400. Расчетный момент М = 277,2кНм, расчетная нормальная сила N=2104,5кН, вес фундамента и грунта на его обрезах γ_m= 20кН/м³, глубина заложения фундамента Н₁=1,4м (из условия промерзания).

Начальный эксцентриситет приложения нагрузки

e₀= M/N=277,2/2104,5 ≈ 0,132м.

Нормативная продольная сила на фундамент

N_ser=2104,5/1,15=1830,0кН.

Площадь подошвы фундамента

При а/b=1,3; b=2,52м, а= 3,27м.

Принимаем размеры подошвы: ширину b=2,7м, длину, а=3,3м. А_ф=8,91м².

Краевые давления Р₁ и Р₂ под подошвой фундамента

р₁=236,2·1,24=299,4кН/м²= 0,299,4МПа < 1,2·R₀=1,2·0,25= 0,3МПа.

р₂=236,2·0,76=172,14кН/м²= 0,18МПа > 0.

р_ср= (0,293 +0,18)/2 = 0,237 МПа.

Размеры подошвы фундамента можно ставить как окончательные.

Высота фундамента из условия непродавливания по поверхности пирамиды

где h_k – высота сечения колонны,

b_k – ширина сечения колонны,

R_bt- прочность бетона при растяжении,

р – реакция грунта под подошвой фундамента от расчетных нагрузок.

Высота фундамента принимается равной максимальной глубине стакана плюс 250 мм. 250 – расстояние от подошвы колонны до подошвы фундамента.

Глубина стакана фундамента из условия надежности заделки колонны в фундаменте h_ст = 0,5м +0,33h_k =0,5+0,33·0,9= 0,797м.

Глубина стакана фундамента из условия необходимой длины анкеровки продольной арматуры колонны определяется при арматуре А400, классе бетона В15 и коэффициентах: учитывающем напряженное состояние (сжатие) α= 0,75, учитывающем вид поверхности арматуры (периодичка, А400) η₁=2,5, учитывающем размер диаметра (d≤32 мм) η₂=1,0. Расчетное сопротивление сцепления

R_bond= η₁η₂R_bt= 2,5·1,0·0,75·10³ = 1875,0кН/м.

Расчетная длина анкеровки

l_0,an= αR_sd/4·R_bond= 0,75·355·10³·0,025/(4·1875,0) =0,89м.

Глубина стакана

h_ст = 1,5b_к= 1,5·0,5 = 0,75м.

Окончательно принимаем глубину стакана 1,2 м и высоту фундамента

Н_ф=1,2+0,25=1,45м.

Принимаем трехступенчатый фундамент с высотой ступеней:

h₁=0,45м, h₂=0,4м, h₃=0,4м.

Геометрические размеры фундамента представлены на рис.23.

Изгибающие моменты в подошве по грани колонны