1. составление разбивочной схемы сборного перекрытия

• Название: 1. составление разбивочной схемы сборного перекрытия
• Дата: 16.02.2022
• Размер: 0.91 Mb.
• Имя файла: PZ.docx
• Тип: Документы; #364344
• страница: 10 из 10

4.6. Стыки и концевые участки колонн

Жесткие стыки сборных колонн выполняют путем сварки выпусков продольной арматуры, расположенных в специальных подрезках с последующим замоноличиванием этих подрезок. В таких стыках между торцами стыкуемых колонн должна предусматриваться центрирующая прокладка в виде стальной пластинки (для удобства рихтовки на монтаже), заанкеренной в бетоне или приваренной на монтаже к распределительному листу закладной детали (п. 3.86 [11]).

Размеры центрирующей прокладки принимаются не более 1/3 соответствующего размера сечения колонны. Форма и размеры подрезок определяются количеством стыкуемых стержней. Суммарная высота подрезок принимается не менее 300 мм и не менее 10d, где d – больший диаметр выпусков.

На концевых участках колонн устанавливается косвенная арматура – сетки. При необходимости сварными сетками может армироваться и бетон замоноличивания в зоне подрезок.

Сетки устанавливаются в количестве не менее четырех штук с шагом 50 – 150 мм, а весь пакет сеток при наличии учитываемой в расчете продольной сжатой арматуры должен располагаться на длине не менее 20d продольной арматуры, если она выполняется из гладких стержней, и 10d, если она выполняется из стержней периодического профиля в соответствии.

Размеры квадратных ячеек сеток S = S₁, где S, S₁ – шаги продольных и поперечных стержней соответственно, мм, принимаются:

S ≥ 45 мм;

S ≤ b_c/4;

S ≤ 100 мм.

5. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ПОД СБОРНУЮ КОЛОННУ

Проектируем под сборную колонну монолитный фундамент стаканного типа. Фундамент рассчитываем как центрально-нагруженный.

5.1. Назначение классов бетона и арматуры

Проектируем фундамент из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В20 со следующими характеристиками:

− R_b = 11,5 МПа, R_bt = 0,9 МПа (табл. 6.8 [3]),

− R_b,ser= 15,0 МПа, R_bt,ser= 1,35 МПа (табл. 6.7 [3]),

− E_b = 27500 МПа (табл. 6.11 [3]).

В качестве рабочей арматуры сеток плитной части фундамента используем стержневую арматуру класса А500С с расчетным сопротивлением R_s = 435 МПа.

В соответствии с п. 6.2.12 значение модуля упругости для арматуры класса А (А500С) принимается равным Е_s = 200000 МПа.

5.2. Сбор нагрузок. Определение размеров подошвы фундамента

Согласно п. 6.1.12 определяем коэффициент условий работы бетона γ_b1, который зависит от соотношения усилия от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок:

, следовательно, коэффициент условий работы = 0,9.

Нормативная нагрузка от собственного веса колонны:



где – коэффициент надежности по ответственности сооружений, = 1,0 для расчетов по предельным состояниям второй группы; – удельный вес, принимаемый равным 25 кН/м3 для железобетона; и – размеры сечения колонны; n – число перекрытий, с которых нагрузка передается на колонну (n = 3).

Определяем нагрузку на фундамент при расчете по предельным состояниям второй группы:



где q_n – полная нормативная нагрузка на 1 погонный метр ригеля; l_риг = l_ср– средний расчетный пролет неразрезного ригеля (если неразрезной ригель имеет 3 пролета l_риг = 0,5(l_кр + l_ср)).

Необходимая площадь подошвы фундамента под колонну находится из нормативных нагрузок, так как определение площади фундамента связано с их осадками, что относится к предельным состояниям второй группы:



где R – расчетное сопротивление грунта основания (по заданию) R = 0,35 МПа; H – глубина заложения фундамента, принимаем равной 1,5 м; – усредненный объемный вес фундамента и грунта на его обрезах = 20 кН/м³.

Размеры сторон квадратного в плане фундамента:



Полученную величину округляем в большую сторону кратно 0,3 м. Принимаем В = 2,7 м.

Реактивное давление грунта на подошву фундамента от расчетных нагрузок, если принять распределение его по подошве равномерным, будет:

кН/м² < R = 350 кН/м².

5.3. Определение высоты фундамента

Расчетная высота сечения фундамента из условия обеспечения его прочности против продавливания колонной с размерами 400×400 мм определяется из условия:

N ≤ γ_b1·R_bt·u·h₀,

где u – периметр контура расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h₀ от границы площади приложения сосредоточенной силы N (колонны) с рабочей высотой сечения h₀.



Полная высота фундамента стаканного типа с толщиной защитного слоя бетона 40 мм при наличии бетонной подготовки в основании и предполагаемом диаметре стержней арматуры d = 20 мм:

h_ф ≥ h₀ + 40 + 1,5d = 490 + 40 + 1,5·20 = 512 мм,

где 1,5d учитывает расположение рабочей арматуры в сетке в двух направлениях, таким образом, рабочая высота принимается от центра тяжести верхней арматуры сетки до обреза фундамента.

Необходимая высота фундамента из условия обеспечения заделки колонны в стакане фундамента в соответствии с п. 7.2.14 [1]:

h_ф ≥ h_с + 250 мм = 400 + 250 = 650 мм,

где 250 мм – толщина дна стакана фундамента (200 мм) с учетом подливки под колонну 50 мм.

Необходимая высота фундамента из условия обеспечения анкеровки продольной арматуры колонны в стакане фундамента при диаметре стержней 22 мм:

h_ф ≥

где – длина анкеровки продольного стержня колонны, диаметром 20 мм.

Определяем расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном:

R_bond = η₁·η₂·R_bt·γ_b1= 2,5·1,0·0,9·0,9 = 2,0 МПа,

где η₁ – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным 2,5 для горячекатаной арматуры периодического профиля (класса А500С); η₂ – коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным 1,0 при диаметре продольной арматуры d_s ≤ 32 мм (диаметр продольной арматуры 20 мм).

Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления R_s на бетон, определяем по формуле:



где A_s и u_s – соответственно площадь поперечного сечения одного анкеруемого стержня и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня.

Анкеруемый арматурный стержень колонны диаметром 20 мм, площадью поперечного сечения A_s = 314,2 мм², периметром u_s = π·d = π·20 = 62,8 мм.

Для ненапрягаемой арматуры при анкеровке стрежней периодического профиля с прямыми концами без дополнительных анкерующих устройств для сжатых стрежней принимают α = 0,75.

Определяем длину анкеровки по формуле:



где и – площади поперечного сечения арматуры, требуемая по расчету и фактически установленная соответственно, для данного расчета принимается = -2081,03 мм², = 1256 мм².

В любом случае фактическая длина анкеровки принимается:

l_an ≥ 15d_s = 15·20 = 300 мм;

l_an ≥ 200 мм;

Принимаем = 300 мм.

Если при расчете продольной арматуры колонны было подобрано конструктивное армирование колонны (требуемая площадь сжатой арматуры А_s,tot < 0), в этом случае длина анкеровки продольного стержня колонны определяется только исходя из минимальных требований длины анкеровки (l_an ≥ 15d_s и l_an ≥ 200 мм).\

Высоту фундамента определяет условие обеспечения анкеровки продольной арматуры колонны, где требуемая высота h_треб = 650 мм . В соответствии с приложением 4 принимаем трехступенчатый фундамент высотой h_ф = 750 мм, со ступенями высотой h₁ = 300 мм, h₂ = 450 мм.

Расчетная высота фундамента:

h₀ = h_ф − 40 − 1,5d = 750 − 40 − 1,5·20 = 680 мм,

h₀₁ = h₁ − 40 − 1,5d = 300 − 40 − 1,5·20 = 230 мм.

5.4. Проверка прочности нижней ступени против продавливания

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание производится из условия:

F_н ≤ F_ult,

где F_н – сосредоточенная сила от внешней нагрузки; F_ult – предельное усилие, воспринимаемое бетоном.

Продавливающая сила принимается за вычетом нагрузок, приложенных к противоположной грани плиты в пределах площади с размерами, превышающими размеры площадки опирания на h₀₁ во всех направлениях:

F_н = N − p·A_н = N – p (b₂ + 2h₀₁)2 = 2315,9 – 288,9·(1,8 + 2·0,23)2 = 1010,1 кН,

где A_н – площадь нижнего основания пирамиды продавливания.

Периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии 0,5h₀₁ от границы площадки опирания средней ступени фундамента:



При F_ult = γ_b1·R_bt·u_н·h₀₁ = 0,9·0,9·10³·8,12·0,23 = 1512,8 кН > F_н = 1010,1 кН прочность нижней ступени против продавливания обеспечена.

5.5. Расчет плиты фундамента на изгиб

Изгибающие моменты от реактивного давления грунта в сечениях по граням колонны и уступов фундамента:

M_I = 0,125p·B (B − h_c)2 = 0,125·288,9·2,7·(2,7 − 0,4)2 = 448,5 кН·м,

M_II = 0,125p·B (B − b₁)2 = 0,125·288,9·2,7·(2,7 − 1,8)2 = 175,5 кН·м.

Необходимая площадь продольной арматуры класса А500С у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях определяется по приближенной формуле:





В арматурных сетках подошвы диаметр рабочих стержней, укладываемых вдоль стороны длиной до 3 м включительно, должен быть не менее 10 мм, а стержней, укладываемых вдоль стороны длиной более 3 м, ‒ не менее 12 мм в соответствии с п. 4.1.1 [15].

В соответствии с п. 10.3.8 [3] шаг арматурных стержней в сетках принимается не более 400 мм и не более 1,5h₁ для плит толщиной более 150 мм, что обеспечивает эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры.

Принимаем сварную сетку из стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм в обоих направлениях 13Ø14 класса А500С площадью больше требуемой = 153,9·13 = 2000,7 мм² > 1949 мм².

Процент армирования сечений:





что больше μ_min = 0,1% для изгибаемых элементов в соответствии с п. 10.3.6 [3].