пОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ЖБК, ПГС. 2 ПЗ КП ОБРАЗЕЦ (Восстановлен) (Восстановлен1). Железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания
 Скачать 0.64 Mb.
|
|
4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ Для проектируемого 7-этажного здания принята сборная железобетонная колонна сечением 40×40 см. Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, а для сильно загруженных – не ниже В25. Армируются колонны продольными стержнями диаметром 16…40 мм из горячекатаной стали А400 и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240. Исходные данные Нагрузка на 1м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (см. табл. 1). Таблица 2 – Нормативные и расчетные нагрузки на ригель от кровли
Материалы для колонны: Характеристики прочности бетона и арматуры: - Бетон тяжелый B15:  (табл. 5.2 [3], Приложение 4).- Арматура: - продольная рабочая класса А400 (  :  ;- поперечная класса А240:  .4.1 Определение усилий в колонне Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl= 2,8 м. Высота типового этажа  Грузовая площадь колонны  Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:  где   - соответственно постоянная и временная нагрузки на 1м3 перекрытия по табл. 1.   ;   коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей);  4.2 Расчет колонны по прочности Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом еа:  Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15 …В35 (в нашем случае В15) 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 4Ø32 и 4Ø40 А400  . Диаметр поперечной арматуры принимаем Ø6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой). Шаг поперечных стержней s = 300 мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям [3]: s ≤ 15d = 15·25 =375 мм и s ≤ 500 мм. Если μ > 3 %, то шаг поперечных стержней должен быть s ≤ 10d и s ≤ 300 мм. Армирование колонны показано на рис. 9.    Рисунок 9 – К расчету колонны 5 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ Исходные данные Грунт основания – пески средней плотности, условное расчётное сопротивление грунта R0 = 0,4 МПа. Бетон тяжелый класса В15. Расчетное сопротивление растяжению Rbt= 1,15 МПа, γb1 = 0,9. Арматура класса А400 Rs = 435 МПа = 43,5 кН/см2. Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах γm= 20 кН/м3. Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см (120 см) C учётом пола подвала глубина заложения фундамента Н1= 135 см. Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент, N =  кН. Нормативное усилие; Nn= N/γfm= /1,15 = 2519,07 кН,где γfm= 1,15 – усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке. 5.1 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:  5.2 Определение высоты фундамента Рабочая высота фундамента из условия продавливания  Полная высота фундамента устанавливается из условий: Продавливания  Заделки колонны в фундаменте  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 мм . d=2,5 см. – 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 1,0 – 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 высота фундамента:  Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 120 см с высотой ступеней 40 см. При этом ширина первой ступени а1 = 1,0 м, а второй а2 =1,8 м. Ширина подошвы фундамента принимается равной 2,7 м. Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени h03= 40 – 5 = 35 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:   см; 5.4 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 =1,8×1,8 м) на величину h0во всех направлениях; Ab– площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h0от границы площади приложения силы N с рабочей высотой сечения h0. В нашем случае h0= h03 = 0,35 м. Площадь Abопределяется по формуле:  где U – периметр контура расчетного сечения  Площадь расчётного поперечного сечения:  Продавливающая сила равна:  где p =  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. 5.5 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 dmin= 10 мм. Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой из стержней 8Ø20 А400 с шагом 200 мм.  Или 2Ø40 А400 с шагом 260 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. Конструкция фундамента на рис. 11. Рисунок 11 – Сечение арматуры в подошве фундамента СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЙ ЛИТИРАТУРЫ СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. М.: ГУП ЦПП, 2016. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ФГУП ЦПП, 2018. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 520101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 520101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005. |
)
)