Проектирование сборных железобетонных элементов многоэтажного здания с не полным каркасом

  – коэффициент условия  работ

  – коэффициент продольного  изгиба учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования.

  – расчетная длина  колонны принимается равной высоте  этажа Н = 3,0 м  

           – площадь сечения сжатой арматуры.

  – площадь сечения  колонны, предварительно принимаем 

1, коэффициент армирования.   

 

Тогда требуемая площадь  сечения колонны из условия несущей  способности

 

 

 

 

Принимаем А_в = b×h = 35×35 = 1225 

Вычисляем:

Коэффициент   определяется по формуле:

 

Определим площадь сечения  арматуры по формуле:

 

В колоннах рабочая арматура принимается диаметром не менее 12 мм. По сортаменту принимаем 4    22 А – II (А_sc = 15,20 cм²)

Коэффициент армирования  составляет:

 

Полученное значение           находится в диапазоне рекомендуемых значений (0,01….0,02)

2.2 Конструирование колонны

Колонна армируется сварным  пространственным каркасом. При диаметре продольных стержней 22 мм по условию  технологий сварки диаметр поперечных стержней в этом случае принят 6 мм

Шаг поперечных стержней в  сварных каркаса должен быть S<20d, но не более 500 мм. Принято S = 350 мм; S<20 × 22 = 440

Кроме того, в голове колонны  ставятся конструктивные сетки арматуры     8 А – III не менее трех штук. Консоль армируется каркасом балочкой.

Размещение рабочих и  поперечных стержней в сечении колонны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет и конструирование фундамента.

Учитывая значительное заглубление  фундамента, целесообразно принять  конструкцию его с подколонником стаканного вида и плитой. Фундаменты под средние колонны рассматривают как центрально нагруженное.

Исходные данные

Глубина заложения фундамента – 1,7 м

Грунтовое основание имеет  условие расчетные сопротивление  R₀ = 210 kH/m² = 0,21 мПа

Расчетное характеристики материалов для бетона к В – 15 

R_b × ɣ_b2 = 8,7 × 0,85 = 7,4 мПа

R_bt × ɣ_b2 = 0,765 × 0,85 = 0,8 мПа

Для арматуры класса: А – II   10, R_s = 280 мПа

Расчетная нагрузка N = 16305,98 кН

Определение размеров высоты и подошвы фундамента. Высоты фундамента определяют как разность между отметками  его подошвы и обреза:

h = 1,700 – 0,150 = 1,55

Глубина стакана фундамента принята h = 710 мм, что удовлетворяет условию по заделке арматуры:

h_c ≥ 30d ×     = 30 × 22 + 50 = 710

где, d = 20мм – диаметр продольной арматуры колонны

– 50 мм зазор между торцом колонны и дном стакана и что  больше необходимо значение h_c = 1,5h_k = 1,5×30 = 45 см

 

 

 

 

 

 

 

Принимая толщину стенок стакана поверху 225 мм и зазор 75 мм, размеры подколонника в плане будут:

а_с = в_с = h_к +2 × 225 + 2 × 75 – 300 +450 +150 = 900мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщину плитной части  фундамента назначаем h₁ = 300мм, кратно 150 мм.

Ориентировочно площадь  основания фундамента определяется по формуле:

А_ф =

Учитывая, что сечение  колонны квадратное, подошва фундамента принята тоже квадратный ориентировочно значение размера стороны подошвы такого фундамента

в_ф = а_ф = 9,4 = 3,06 м

Назначаем окончательно в_ф = а_ф = 2700 мм (кратно 300мм) Тогда площадь подошвы буден равна:

А_ф = в_ф × а_ф = 2,7 × 2,7 = 7,29 м²

И среднее давление на грунт  составит:

Р_гр =

 

 

 

Расчет рабочей арматуры

Фундамент работает на изгиб  от реактивного отпора грунта.

Изгибающий момент в сечение 1 – 1 у грани определяется по формуле:

М₁- ₁ =

Необходимая площадь арматуры h₀₁ = 26 см

А_{s 1-1} =

Изгибающий момент в сечение 2 – 2 у грани колонны будет  равен 

М_1-1 =

Необходимая площадь арматуры при h₀₂<146 см

А_s2-2 =     

По большому значению А_s  подбираем сетку

3.1 Конструирование фундамента

Фундамент армируем сеткой, которую укладывают в нижней части  плиты. Шаг стержней в сетках принимают 100…200 мм, минимальный диаметр арматуры в сетках фундаментов должен быть 10 мм

Принимаем шаг стержней S = 200 мм = 20 см

Размеры сетки 2700 – 2 × 50 = 2600 мм

Необходимое число рабочих  стержней в сетке:

 

Принимаем 14   16 А_s = 28,154, что больше требуемой А_s1-1 = Такое же количество стержней должно быть уложено в перпендикулярном направлении, так как колонна и фундамент квадратные и моменты в обоих направлениях равны.