5.2. Расчет прочности колонны этажа в стадии монтажа

Исходные данные. При подъеме для установки в проектное положение колонна стропуется за специальное монтажное отверстие в уровне консоли на расстоянии 1,12 м от оголовка и работает, как шарнирно опертая балка с консолью длиной 1 м, загруженная собственным весом (рис. 18 приложения). Длина отправочного элемента l_к состоит из длины, равной удвоенной высоте этажа 2Н =2∙4,2 = 8,4 м, расстояния от отметки пола до обреза фундамента 0,15 м, глубины заделки колонны в фундамент 0,6 м и расстояния от уровня консоли третьего этажа до стыка колонн, принятого 1,05 м. Бетон классов В20, R_b= 11,5МПа, сечение колонн 400х400 мм, а = а^/ = 40 мм. Арматура А400, R_s = 355 МПа, γ_n = 1,4.

Вычисляем длину отправочного элемента

l_к = 2·4,2 + 0,15 + 1,05 + 0,6 = 10,2 м.

Погонная нагрузка от собственного веса колонны с учетом коэффициента динамичности 1,4 и плотности бетона 2500кг/м³, ( 25кН/м³)

q = 0,4·0,4·25·1·1,4 = 5,6 кН/м.

Момент на опоре при длине консоли с = 1,12 м.

М_оп = qс²/2 = 5,6·1,12²/2 = 3,5 кНм.

Пролетный момент равен

кНм.

Несущую способность колонны можно определить как для балки с двойной симметричной арматурой А 400 при R_s = R_sс, А_s = А^/_s ,

см².

Принятое из расчета прочности в стадии эксплуатации армирование колонны первого этажа 2Ø25 А400 с А_s= 9,82см² больше 4,79 см². Окончательно принимаем армирование колонны первого этажа А_s=А^/_s =2Ø25 А400 с А_s= 9,82см²

5.3. Конструирование колонны

Колонна первого этажа армируется пространственным сварным каркасом. Продольная арматура каркаса 4Ø25 А400 длиной 10180 мм. Поперечная арматура Ø8 А240 располагается с шагом 400 мм равномерно по длине колонны. В нижней части колонны устанавливается дополнительный хомут, для исключения повреждения торца колонны при транспортировании и монтаже. В голове колонны располагаются четыре сетки косвенного армирования три крестообразные сетки С-1 и одна сетка С-2 с шагом 60 мм на длине 210 мм, что больше 10d = 10·18 = 180 мм. Размер ячейки сеток 90×90 мм.

6. Проектирование фундаментов

Фундаменты служат для передачи нагрузок от вышележащих частей здания на основание. Конструктивно фундаменты могут выполняться ленточными, отдельно стоящими или в виде сплошной плиты. Стоимость фундамента может составлять 10-15% от общей стоимости здания или сооружения. Отдельные фундаменты устраиваются под опоры при сравнительно небольших нагрузках и пролетах колонн более 6 метров. Ленточные фундаменты устраивают под кирпичные стены при слабых или неоднородных грунтах.

Сплошные фундаменты выполняют при неоднородных грунтах и зачастую они оказываются более экономичными по сравнению с другими видами фундаментов вследствие простоты изготовления.

Исходные данные. Фундамент центрально-загруженный из тяжелого бетона класса В15, R_b= 8,5 МПа, R_bt= 0,75 МПа. Арматура А400, R_s=355 МПа. Грунты песчаные, маловлажностные, средней плотности. Условное расчетное сопротивление R₀ = 0,3 МПа, глубина промерзания 1,4 м, обрез фундамента располагается на отметке 0,15 м. Под фундаментом бетонная подготовка из тощего бетона толщиной 100 мм. Толщина защитного слоя 35 мм. Расчетное продольное усилие, передаваемое с колонны на фундамент, N =2066,7 кН, среднее значение коэффициента надежности по нагрузке γ_f = 1,15. Момент, передаваемый на фундамент равен 55/2 = 27,5 кНм. Расчетный эксцентриситет 27,5/2066,7 = 1,33 см, случайный 1,33 см. Вследствие не превышения величины расчетного эксцентриситета над случайным, расчет проведем как для центрально-загруженного фундамента. Величину нормативного усилия на фундамент определим приближенно при среднем значении коэффициента надежности по нагрузке γ_f = 1,15.

N_n= 2066,7/1,15 = 1797,13 кН.