Железобетонные конструкции

                                   М₂₁ = 267 кН*м,  М₂₃ = 166 кН*м. 

Значение момента  в верхнем сечении колонны  первого этажа определим по формуле

                                             

где  i₁ = 1.33 * J₁/H  и i₂ = 2 * J₁/H – погонные жёсткости колонн первого и второго этажей.

                                     см⁴;

H = 4.1 м – высота этажа;

                                     

                                   кН*м

Значение момента  в нижнем сечении колонны. 

                                    кН*м. 

                                 Расчёт прочности средней колонны. 

Рассмотрим комбинацию расчётных усилий:

N = 1885 кН, в том числе = 1641 кН и соответствующий  кН/м.

Рабочая высота сечения

H₀ = h_col – a = 30 – 3 = 27 см, ширина b_col = 30 см.

Эксцентриситет  силы              см.

Случайный эксцентриситет силы              см

или       см, но не меньше 1см. Для расчёта принимается      

       

                                                   е₀ =2.14см.  

Расчётная длина  колонны первого этажа  см,

где  h₁- расстояние от пола до уровня фундамента.

                                            т.е. > 10 
 

Определим некоторые  характеристики для вычисления  N_cr:

Коэффициент  где в курсовом проекте, с некоторой ошибкой, можно принять                        φ _l= 1 + 0.87 = 1.87.

Значение                           

                   

δ < δ_min = 0.071 < 0.24, принимаем   δ = 0.24.

Отношение модулей  упругости

                                         

Отношение  > 14, следовательно, необходимо учитывать влияние прогиба, где r = 0.289 * h_col = 0.289 * 30 = 8.67 см – радиус ядра сечения.

Задаёмся коэффициентом  армирования при  > 35, принимаем

                                               

Вычисляем критическую  силу по формуле 

 

Вычисляем коэффициент  η  по формуле

                                           

Значение              см. 

Определяем граничную  высоту сжатой зоны

                                            

Здесь  ω = 0.85 - 0.008 * 0.9 * 11.5 = 0.77. 

Определяем:

                    >

                                                  

                        > 0. 

При  α^’ > 0 определяется  А_s = A^’_s по формуле, указанной ниже.

Определяем  ξ  в зависимости от  α^’. 

> ξ_R=0.6. 

                        Определяем площадь арматуры по формуле. 

 см². 

Принимаем по табл. 2ø28 А-III с A_s = 12,32 см²; 

                                                 

> = 0,027 > 0,025. 

Принимаем размеры  сечения колонны  b_c × h_col = 35×35 см.

Повторяем расчёт для сечения  b_c× h_col = 35× 35 см. 

       

                                                 

                                         см; 

                                  > ;

                                   > 0;

                                 >

                                

Окончательно принимаем по табл.   2ø20 + 2ø22 А-III с A_s = 13,88 см².

Проверяем  , что является близким к принятому  0.02.  

                            Конструирование арматуры колонны. 

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными  из плоских сварных каркасов. Диаметр  поперечных стержней принимается из условия свариваемости с продольной арматурой. Шаг поперечных стержней принимается  S ≤ b_c ≤ 20d и округляется кратным 5см. Стык колонны выполняется на ванной сварке выпусков стержней с обетонировкой. Концы колонн усиливаются поперечными сетками. 
 

             5. Расчет и конструирование фундамента. 
 

Сечение колонны 35×35 см. Усилие колонны у заделки в фундамент N = 1885 кН,  M^’₁ = 40,4 кН*м,  эксцентриситет    см.

Расчётное усилие  N = 1885 кН; усреднённое значение коэффициента надёжности по нагрузке  γ_n = 1.15, нормативное усилие 

                                                кН. 

Условное расчётное  сопротивление грунта  R₀ = 0.32 МПа;  бетон тяжёлый класса 

B 12.5;  R_bt = 0.66 МПа;  γ_b2 = 0.9, арматура класса  A-II;  R_s = 280 МПа. Вес единицы объёма бетона фундамента и грунта на его обрезах ρ = 20 кН/м³.

Высота фундамента предварительно принимается равной  H = 90 см

(краткой 30см), глубина заложения фундамента  Н₁ = 105см

Определяем площадь  фундамента 

                           м².

Определяем размер сторон квадратной подошвы  м; принимаем  a = b = 2,35 м.

Давление на грунт от расчётной нагрузки 

                                        кН/м². 

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

                         

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1. продавливания

                                                     H = 83 + 4 = 87 см;

2) заделки колонны  в фундаменте

                                       Н = 1.5 * h_c + 25 = 1.5 * 35 + 25 = 77 см;

2. анкеровки сжатой арматуры колонны  ø32 А-III в бетоне колонны класса  В 20

                                       Н = 20 * d + 25 = 20 * 3.2 + 25 = 87 см.

Принимаем окончательно фундамент высотой  Н = 90 см, h₀ = 86см, трёхступенчатый, толщина дна стакана – 25см. 

Для единицы  ширины сечения (b=100см):

        Q = 0.5 * (A - h_c – 2h₀) * p = 0.5 * (2.35 - 0.35 – 2 * 0.86) * 341 = 48 кН; 

  Q = 48000 < 0.6 * γ_b2 * R_bt * h₀ * b = 0.6 * 0.9 * 0.66 * 27 * 100 * (100) = 92000 H. 

Условие прочности  удовлетворяется. 

Расчётные изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II по формулам 

         кН*м; 

         кН*м. 

Площадь арматуры

                          см²;

                          см². 

Определяем требуемую  площадь сечения одного стержня  сетки:

1. задаёмся шагом стержней  S (S = 15;20 см), принимаем S = 15 см;
2. определяем требуемое количество стержней сетки в одном направлении

                                               

3. определяем требуемую площадь одного стержня

 

                                              см². 

Принимаем  ø12 А-II с A_s=1.13 см².

Принимаем нестандартную  сварную сетку с одинаковой в  обоих направлениях рабочей арматурой  из стержней  17 ø12 A-II с шагом S = 15см и A_s = 19.21 см². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Все формулы взяты из методических указаний к выполнению курсового проекта.

Арматура а  так же и все значения коэффициентов  взяты из таблиц приложения к курсовому  проекту.