Сборное проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом (стр. 5 из 5)

кН.

5.3 Расчёт несущей способности

Колонна рассчитывается как сжатый элемент со случайным эксцентриситетом. Эксцентриситет принимается больший из трёх значений:

или

но ≥1см.

см>1 см.

Элементы прямоугольного сечения с симметричным армированием стержнями из стали классов АI, AII, AIII при е ≤ 20h (1,3≤20·40=800см) разрешается рассчитывать по формуле:

кН.

где η – коэффициент, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования элемента.

где φ_в и φ_r – табличные коэффициенты, принимаемые в зависимости от

φ_в =0,91 и φ_r=0,91.

Подбор арматуры при известных значениях в, h, l_o, R_в, R_sc, N_l, N проводится в следующей последовательности:

1. Приняв φ = η =1; μ = 0,01 уточняют требуемую площадь бетонного сечения колонны.

см².

и размеры поперечного сечения

см².

2. Корректируют размеры поперечного сечения колонны, если они отличаются от принятых более, чем на 5 см. Следует помнить, что при принятии размеров поперечного сечения они должны быть кратным 5 см.

Принимаем

см².

3. В зависимости от отношений

определяют значения φ_в и φ_r.

φ_в =0,91и φ_r=0,91.

4. Приняв

= 0,01A_в=0,01·2,25=0,0225 см², вычислить φ=2,18.

5. Определяют требуемую площадь продольной арматуры:

см².

Т.к.

, то это говорит о том, что продольная арматура по расчету не требуется, и устанавливается по конструктивным соображениям по формуле:

см².

6. Назначить количество и диаметр продольной арматуры.

Принимаем 4ст Ø 3, с

см².

7. Определить фактический процент армирования:

%=1 %.

Сечение можно считать подобранным удовлетворительно, если:

Если значение А_s получается с отрицательным знаком, то по расчёту продольная арматура не требуется. Её устанавливают исходя из минимального коэффициента армирования μ = 0,01.

6. Расчёт фундамента

Следует запроектировать железобетонный фундамент под центрально нагруженную колонну первого этажа. Такие фундаменты проектируют квадратными в плане, а в разрезе имеют, как правило, ступенчатую форму. Колонны заделывают в стакан фундамента на глубину (1÷1,5) h_к. Предварительно глубину фундамента назначают из условия:

h_з=(1 ÷ 1,5) h_к=40 см.

Количество ступеней в фундаменте определяют в зависимости от высоты h_ф:

- при h_ф ≤ 400 мм. проектируют одноступенчатый фундамент;

- при 400 < h_ф ≤ 900 мм. – двухступенчатый;

- при h_ф > 900 мм. – трёхступенчатый.

В любом случае общая высота должна быть такой, чтобы не требовалось по расчёту армирования фундамента поперечными стержнями.

6.1 Определение нагрузок

Фундамент рассчитывается на действие нормативных нагрузок, передаваемых колонной, и нагрузок от собственного веса фундамента и грунта, находящегося на его уступах.

Нормативная нагрузка, действующая на фундамент на уровне обреза фундамента (-0,150), определяется путём деления расчётной нагрузки в нижнем сечении колонны (с учётом собственного веса колонны) N на усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке γ_n = 1,2, т.е.:

кН.

Нагрузка же от собственного веса фундамента и грунта на его уступах определяется путём уменьшения условного расчётного сопротивления грунта R₀ на величину

Здесь ρ_m = 20кН/м³ – усреднённая плотность материала фундамента (бетона) и грунта на его уступах.

6.2 Определение площади подошвы и размеров тела фундамента

Необходимая площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

м².

Тогда размеры стороны квадратного в плане фундамента составляют:

м.

Принимаем а=4,6 м.

После принятия фактических размеров (в плане) подошвы фундамента проверяют правильность предварительного значения высоты фундамента. Минимальную высоту фундамента из условий продавливания его колонной по поверхности пирамиды при действии расчётной нагрузки определяют по формуле:

где R_в_t – расчётное сопротивление бетона на осевое растяжение,

- давление грунта на единицу фактически принятой площади подошвы фундамента А_ф.

кН/м².

м.

Полная высота фундамента с учётом величины защитного слоя а ≥ 40 мм:

см.

Полезную высоту нижней ступени принимают из условия:

где с = 0,5(а – h_k – 2h_o), но ≤ 2

с = 0,5(4,6 – 0,4– 2·1,16)=0,94 м,

с ≤ 2

(94≤2·40=80 см).

Если условие выполняется, то нижняя ступень выполняется без поперечного армирования.

6.3 Армирование фундамента

Армирование подошвы фундамента определяют расчётом на изгиб по нормальным сечениям I – I и II – II.

Значениям моментов в этих сечениях:

кН.

Требуемая площадь сечения продольной арматуры в соответствующих сечениях при η = 0,9:

см²

см².

Принимаем двадцать стержней Ø28, с

см².

По сортаменту назначают диаметр стержней при их выбранном шаге и вычисляют коэффициент армирования сечений:

Следует однако учитывать, что по конструктивным соображениям диаметр арматуры принимаем не менее 10 мм, а шаг стержней в пределах 100 – 200 мм.

Список использованных источников

1. Сеськин И.Е., Иванов Б.Г. Строительные конструкции и здания на железнодорожном транспорте. Железобетонные конструкции. - Самара: СамИИт, 2001.

2. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции» (раздел «Строительные конструкции») для студентов специальности 290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство», 291100 «Мосты и транспортные тоннели». Сост. И.Е. Сенькин. - Самара, Саммит, 2001. – 27 с.