Проектирование железо бетонных конструкций

В месте теоретического обрыва, арматура 2Ø10 АIII(А_s=1,57 см²) воспринимает изгибающий момент, равный: 
 
 

 Длина зоны анкеровки  в точке теоретического обрыва см.

Арматура на опоре  С слева и справа А-III с .

Изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением равен: 
 
 

В месте теоретического обрыва, арматура 2Ø10 АIII(А_s=1,57 см²) воспринимает изгибающий момент, равный: 
 
 

 Длина зоны анкеровки  в точке теоретического обрыва см. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  сборной железобетонной колонны 

Данные  для проектирования 

Количество  этажей – 9

Место строительства  – г. Черкассы, масса снегового покрова земли 700 Н/м².

Бетон - тяжелый, класса В25                                                                                                                                                                                                                                                             
Начальный модуль упругости ³ МПа; коэффициент условия работы бетона = 0,9.

Продольная рабочая арматура класса А-III

=20·10⁴ МПа;

Размеры колонн 300300 мм.

Высота этажа 3,6 м.

Коэффициент надежности γ_n=0,95.

Определение нагрузок и усилий 

Грузовая площадь  от перекрытий и покрытий: А = 5,4*6,4 = 34,56 м². 

Постоянные нагрузки:

- от перекрытия:  кН,

- от покрытия:   кН,

где g = 5,0 кН/м² – нагрузка с одного метра покрытия.

Временные нагрузки:

- от перекрытия:  кН,

                            кН,

- от покрытия:  кН,

                         кН. 

Нагрузки от собственного веса конструкций ригеля и колонны: 
кН,

  кН,

где кг/м³ – объемный вес бетона. 

Расчетная нагрузка на колонну: 

  кН.

Длительно действующая часть расчетной нагрузки: 
 
 

Расчет  прочности колонны 

Вычисляем коэффициент 

, 

  см², где а = 4 см – защитный слой.

  принимаем по таблице  в зависимости  от . 

При первом приближении значение коэффициента принимается равным 1.

Тогда

  см².

Определяем . 

Второе приближение: см². 

Должно выполняться  условие: , условие выполняется. 

Следовательно, площадь  продольных стержней см². Подбираем арматуру по сортаменту. Принимаем 6Ø40 АIII (А_s = 75,36 см²).

Поперечная  арматура принята диаметром 10 мм класса АIII. Шаг поперечной арматуры должен быть не более h = 300 мм и меньше 20d = 20*40 = 800 мм, принимаем 300 мм. 

Расчет  консоли 

Расчетные данные:

Принимаем ширину консоли равной ширине колонны b_кол = 30 см.

Ширина ригеля - 25 см.

Бетон колонны  класса В25.

Арматура класса АIII

Наибольшая нагрузка на консоль колонны . 

Определяем минимальный  вылет консоли из условия смятия под концом ригеля:

  см.

С учетом зазора между  торцом ригеля и гранью колонны, равного 5 см, вылет консоли составляет:

  см,

конструктивно принимаем  см.

Фактическая длина  площадки опирания ригеля на консоль:

  см.

Рабочую высоту сечения  консоли определяем из условия: 
,

где правую часть  равенства принимают не более .

Определяем расстояние *, от точки приложения опорной реакции до грани колонны:

  см.

Максимальная высота по условию: 
см,

минимальная высота по условию:

см.

Высоту сечения  консоли у грани колонны принимаем  равной:

  см.

Рабочая высота сечения консоли:

  см.

Находим высоту свободного конца консоли, если нижняя грань  ее наклонена под углом

 α = 45⁰ (tg45⁰ = 1):

 см.

Проверяем условие  прочности:

,

256,55 кН < кН, условие удовлетворяется. Следовательно, прочность консоли достаточна.

      Необходимое количество продольной рабочей арматуры в верхней зоне консоли, в сечении  у грани колонны определяется по изгибающему моменту, увеличенному на 25%. Тогда: кН*м.

Вычисляем:

,

 ,

Площадь сечения  продольной арматуры:

  см².

По сортаменту принимаем 2Ø16 АIII (см²). 

При см поперечное армирование консоли выполняют отогнутыми стержнями и горизонтальными хомутами по всей высоте.

Минимальная площадь  сечения отогнутой арматуры:

  см²,

принимаем 2Ø14 АIII (см²).

Поперечное армирование  коротких консолей колонн выполняется  горизонтальными хомутами. Шаг хомутов  должен быть не > h/4  и не более 150 мм, где h – высота консоли. Следовательно, принимаем мм. Диаметр стержней 4 мм AI с шагом 100 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  центрально нагруженного фундамента под сборную  колонну 

Данные  для проектирования 

Бетон фундамента класса В15, R_b = 8,5 МПа, R_bt=0,75 МПа.

Арматура  нижней сетки из стали класса АII, МПа, конструктивная арматура класса АI.

Высота фундамента предварительно Н = 90 см,

Глубина заложения Н₁ = 1,05 м.

Условное  расчетное сопротивление основания  R₀=0,33 МПа.

Средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах  кН/м³. 
 

Расчетная нагрузка на фундамент по первой группе предельных состояний  кН, по второй группе предельных состояний:

  кН,

где - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Требуемая площадь  подошвы фундамента:

  м².

Размеры сторон квадратного  в плане фундамента м, принимаем размер подошвы фундамента 3,3*3,3 м (кратно 300 мм), м².

Если условно принять  распределение реактивного давления грунта на подошву фундамента от расчетных  нагрузок равномерным, то

  кН/м².

Расчетная высота фундамента из условия обеспечения его прочности  против продавливания колонной с  размерами 30*30 см:

  м = 79 см.

Полная высота фундамента устанавливается из условий: 
1) продавливания Н = 79 + 4 = 83 см,

2) заделки колонны  в фундаменте Н =  1,5+ 25 = 1,5*30 + 25 = 70 см,

3) анкеровки сжатой  арматуры колонны Ø40 AIII в фундаменте

см,

где – зазор между торцом колонны и дном стакана.

Окончательно принимаем  фундамент трехступенчатый с  высотой Н=120 см,

  см.

Глубина стакана  принимается не менее 15d при арматуре класса AII и не менее 18d при арматуре класса AIII, где d – диаметр продольной арматуры колонны. Тогда 18*40=720 см, принимаем 750 см.

Проверяем соответствие рабочей высоты нижней ступени фундамента см, условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении 1-1. На 1 м ширины этого сечения, поперечная сила:

  кН.

Минимальное поперечное усилие Q_b, воспринимаемое бетоном:

  кН,

где – для тяжелого фундамента, для плит сплошного сечения, , т.к. отсутствуют продольные силы.

Т.к. кН, условие прочности удовлетворяется. 

Размеры двух верхних  ступеней принимаем геометрически, так чтобы внутренние грани не пересекали прямую, проведенную под  углом 45⁰ к грани колонны на отметке верха фундамента. 

При подсчете арматуры для фундамента за расчетные принимаем  изгибающие моменты по сечениям, соответствующим  расположению уступов фундамента, как  для консоли с защемленным  концом:

  кН*м;

  кН*м;

  кН*м.

Необходимое сечение  продольной арматуры у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях из стали класса AII определяется по приближенной формуле:

  см²,

  см²,

см².

Принимаем нестандартную  сетку из стержней 18Ø18 AII . A_s = 2,545*17 = 43,27 см². Шаг стержней 200 мм в обоих направлениях. Процент армирования по нормам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

• Темикеев К., Адыракаева Г.Д., Стамалиев А.К. «Проектирование железобетонных конструкций: учебное пособие», Б., 2005г;
• Темикеев К., Адыракаева Г.Д., Токтосунов А.М., «Расчет железобетонного каркаса многоэтажного гражданского здания, методическое пособие», Б., 2003г;
• Байков В.Н., Сигалов Э.Е., «Железобетонные конструкции. Общий курс. Учебник для вузов», М., 1991г;
• СНиП 2.03.01.84* «Бетонные и железобетонные конструкции», М., 1999г.