Проектирование несущих конструкций гражданских зданий. 1Пояснилка записка КП ЖБКК. Исходные данные Размеры здания в плане (расстояние между крайними осями, м)

• Название: Исходные данные Размеры здания в плане (расстояние между крайними осями, м)
• Анкор: Проектирование несущих конструкций гражданских зданий
• Дата: 07.12.2022
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: 1Пояснилка записка КП ЖБКК.docx
• Тип: Документы; #832139
• страница: 4 из 4

Определение усилий в колонне.

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой h_fl= 2,7 м.

Грузовая площадь колонны

Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:









где

;





коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей);



Длительно действующая нагрузка на колонну определяется по формуле:

3. 
   Расчет колонны по прочности
   

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом е_а:



Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 …В35 (в нашем случае В30) на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом

при гибкости:



площадь сечения колонны; площадь продольной арматуры в сечении колонны;

расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента; расчетное сопротивление арматуры сжатию.

;



- коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по табл. 6.2. [3] или по Приложению 19, в зависимости от гибкости колонны. .



Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн, минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм. Принимаем 8Ø25 А400С .



Диаметр поперечной арматуры принимаем Ø10 А240 (из условия сварки c продольной арматурой). Шаг поперечных стержней s = 300 мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям [3]: s ≤ 15d = 15·36 =540 мм и s ≤ 500 мм. Если μ > 3 %, то шаг поперечных стержней должен быть s ≤ 10d и s ≤ 300 мм.

6. 
   Расчет и конструирование фундамента под колонну.
   
   1. 
      Исходные данные
      

Грунт основания – песок, условное расчётное сопротивление грунта R₀ = 0,3 МПа[7]. Бетон тяжелый класса В25. Расчетное сопротивление растяжению R_bt= 1,05 МПа, γ_b1 = 0,9. Арматура класса А400С, Rs = 350 МПа = 35 кН/см². Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах γ_m= 20 кН/м³. Высоту фундамента предварительно принимаем 120 см. C учётом пола подвала глубина заложения фундамента Н₁= 135 см. Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент, N = 2598 кН. Нормативное усилие;

N_n= N/γ_fm= 2598/1,15 = 2259 кН,

где γ_fm= 1,15 – усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

2. 
   Определение размера стороны подошвы фундамента
   

Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по условному давлению на грунт R₀ без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения



Размер стороны квадратной подошвы фундамента:



Давление на грунт от расчетной нагрузки:

3. 
   Определение высоты фундамента
   

Рабочая высота фундамента из условия продавливания



Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1. 
   Продавливания
   
2. 
   Заделки колонны в фундаменте
   
3. 
   Анкеровки сжатой арматуры
   

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением на бетон, определяется по формуле:



где и – соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Ø25 .

– расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки ;

где η₁ – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля η₁ = 2,5;

η₂ - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным

0,9 – при диаметре продольной арматуры





Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:



где и – площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (для нашего случая

– коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля . Тогда:



Кроме того, согласно требованиям [3], фактическую длину анкеровки необходимо принимать и

Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки, т.е.



Следовательно, из условия анкеровки арматуры



Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 90 см с высотой ступеней 30см. При этом ширина первой ступени а₁ = 1,2 м, а второй а₂ =2,0 м [8].

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени h₀₃= 30 – 5 = 25 см

условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие:



Поперечная сила от давления грунта:

4. 
   Расчет на продавливание
   

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания. Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (6.97 [3]):



где F − продавливающая сила, принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки, создаваемой реактивным отпором грунта, приложенным к подошве фундамента в пределах площади с размерами, превышающими размер площадки опирания (в данном случае второй ступени фундамента a × a =2,0×2,0 м) на величину h₀во всех направлениях; A_b– площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h₀от границы площади приложения силы N с рабо-

чей высотой сечения h₀. В нашем случае h₀= h₀₃ = 0,25м. Площадь A_bопределяется по формуле:



где U – периметр контура расчетного сечения



Площадь расчётного поперечного сечения:

Продавливающая сила равна:

p = 251 кН/м², − реактивный отпор грунта,

A₁− площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчётного поперечного сечения, равная:







т.е. прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.



Рис. 10. Трехступенчатый фундамент под внутреннюю колонну

5. 
   Определение площади арматуры подошвы фундамента
   

Подбор арматуры производим в 3-х вертикальных сечениях фундамента, что позволяет учесть изменение параметров его расчётной схемы, в качестве которой принимается консольная балка, загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта. Для рассматриваемых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными, поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них (см. рис. 10).
Сечение I-I



Площадь сечения арматуры определяем по формуле:


Сечение II-II



Площадь сечения арматуры определяем по формуле:


Сечение III-III



Площадь сечения арматуры определяем по формуле:


Из трёх найденных значений подбор арматуры производим по максимальному значению, т.е.

Шаг стержней принимается от 150 мм до 300 мм (кратно 50 мм). При ширине подошвы фундамента а ≤ 3 м минимальный диаметр стержней d_min= 10 мм.

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой из стержней 16Ø14 А400 с шагом 200 мм.



Определяем процент армирования и сравниваем его с минимально допустимым:

Сечение I-I


Сечение II-II


Сечение III-III

Так как во всех сечениях , выбранная арматура удовлетворяет условию армированию. В случае , диаметр принятой арматуры следует увеличить диаметр арматуры или уменьшить ее шаг. Конструкция фундамента на рис. 11.



Рис. 11. К определению сечения арматуры в подошве фундамента