Проектирование ригеля, колонны и столбчатого фундамента под колону

По [2, П5] принимаем коэффициент  продольного изгиба:

Алгоритм расчета [2, стр.17]:

По [2, П1] подбираем арматуру 4Æ16A400.

 

Процент армирования:

Условие [2, П4] выполнено:

 

 

 

 

 

4.3 Расчет монолитного столбчатого  фундамента под сборную колону

 

Исходные данные:

Рисунок 7 К расчету на продавливание (N – нагрузка, передаваемая от колонны на фундамент в стадии эксплуатации, σ - давление грунта на подошву фундамента)

Расчетное сжимающие усилие (из расчета ранее):

Среднее значение коэффициента по нагрузке [2, стр.18]:

Нормативное значение сжимающего усилия [2, стр.18]:

Размеры сечения колонны:

 

Продольная рабочая арматура колонны - 4Æ16A400.

Отношение площадей арматуры по расчету  и установленной в колонне:

Материалы [2, П2]:

Бетон В15:

Арматура - A400:

Толщина защитного слоя арматуры [2, стр.18]:

 

Условное расчетное сопротивление  грунта:

Усреднённый объёмный вес материала  фундамента и грунта на обрезах фундамента [2, стр.18]:

 

Высота фундамента:

 

4.3.1 Определение размеров подошвы  фундамента

 

Площадь подошвы фундамента [2, стр.18]:

Стороны подошвы фундамента [2, стр.18]:

Принимаем:

Тогда площадь подошвы фундамента будет иметь значение:

Вес фундамента и грунта на обрезах [2, стр.18]:

Расчетное значение давления грунта на подошву фундамента [2, стр.18]:

 

4.3.2 Определение высоты фундамента

 

Высота пирамиды продавливания [2, стр.18]:

Высота фундамента по условию продавливания [2, стр.18]:

Условие выполнено:

 

Для обеспечения жесткой заделки  колонны в фундамент, колонна  должна быть опущена в стакан фундамента на глубину:

При этом колонна устанавливается  на цементирующий элемент и не доводиться до дна стакана на:

 

Минимальная толщина дна стакана:

 

Расчетное значение высоты фундамента [2, стр.18]:

Длина анкеровки арматуры колонны [2. стр.18]:

Расчетное значение высоты фундамента [2, стр.18]:

Окончательно выбираем наибольшее полученное значение:

 

Компоновка фундамента:

Высота ступеней фундамента:

 

Размеры ступеней в плане:

Принимаем:

 

Толщина стенки стакана:

 

Принимаем:

 

300

300

250

300

300

850

Рисунок 8 К выполнению компоновки и расчету фундамента

 

4.3.3 Определение площади рабочей  арматуры

 

Размеры расчетных сечений [2, стр.19]:

Сечение 1-1:

 

Сечение 2-2:

Сечение 3-3:

Моменты в опорных сечениях консолей [2, стр.20]:

Площадь рабочей арматуры необходимая  для обеспечения прочности нормального  сечения изгибаемого элемента [2, стр.20]:

Окончательно выбираем наибольшее значение площади продольной арматуры:

 

Рисунок 9 Окончательная компоновка подошвы фундамента

 

4.4 Проектирование многопустотной  плиты перекрытия

 

Исходные данные:

Усилия (из расчета ранее):

Материалы [2, П2]:

Бетон В30.

 

Напрягаемая арматура А800, ненапрягаемая  арматура классов - А400, В500.

Размеры расчетных сечений №1 и  №2 [2, стр.23]:

Ширина плиты понизу составляет:

Ширина плиты поверху:

Высота поперечного сечения [2, стр.23]:

 

Диаметр круглых пустот [2, стр.23]:

 

Расстояние между центрами круглых  пустот [2, стр.23]:

 

Расстояние от центра крайних пустот до края плиты понизу [2, стр.23]:

 

Количество пустот [2, стр.23]:

Принимаем:

Пересчитывается расстояние от центра крайних пустот до края плиты понизу [2, стр.23]:

 

4.4.1 Расчетное сечение №1 

Рисунок 10 Расчетные сечения

Используется в расчетах первой группе предельных состояний (прочностные  расчеты). Поперечное сечение многопустотной плиты может быть преобразовано  в двутавровое. Стенка сечения образуется путем сложения бетонных промежутков между круглыми пустотами. Однако, с учетом того, что бетон растянутой зоны в расчетах не учитывается (растяжение воспринимает арматура), сечение №1 принимается тавровым со следующими размерами:

 

 

4.4.2 Расчетное сечение №2

 

Используется в расчетах второй группы предельных состояний. В формулы  расчетов второй группы предельных состояний  входят геометрические характеристики приведенного бетонного сечения  плиты. Поэтому сечение №2 принимается  двутавровое. При этом при вычислении размеров полок и стенки сечения  круглых отверстий в плите  диаметром 159 мм заменяются квадратными со стороной равной

 

4.4.3 Определение площади сечения  напрягаемой арматуры

 

Проверка расположения нейтральной  оси поперечного сечения:

Т.е. граница сжатой зоны проходит по полке, и расчет производиться  как для прямоугольного сечения  шириной:

По [2, П.3] принимаем значения:

Коэффициент условий работы напрягаемой арматуры:

Площадь напрягаемой арматуры:

Принимаем по [2, П.1] арматуру 5Æ14A800:

 

Напрягаемая арматура может устанавливаться  через одно или через два отверстия  в поперечном сечении плиты. Напрягаемые  стержни обозначаются на чертежах НС.

 

4.4.4 Геометрические характеристики  приведенного сечения

 

Коэффициент приведения:

    (А800)

 

  (В30)

Момент инерции прямоугольника [2, стр.26]:

 

 

 

 

4.4.5 Определение усилий предварительного  обжатия бетона

Рисунок 11 К определению геометрических характеристик расчетного сечения №2 (размеры сечения указаны в сантиметрах)

Способ натяжения арматуры - электротермический. Технология изготовления плиты агрегатно-поточная с применением пропаривания.  Масса плиты:

 

Начальный уровень предварительного напряжения [2, стр. 27]:

Первые  потери:

Потери от релаксации напряжений в  арматуре [2, стр.27]:

 

Усилие обжатия с учетом первых потерь [2, стр.27]:

Эксцентриситет усилия относительно центра тяжести:

Максимальное сжимающее напряжение бетона [2, стр.27]:

Передаточная прочность бетона [2, стр.27]:

Вторые  потери:

Потери от усадки бетона [2, стр.27]:

Нагрузка от собственного веса плиты [2, стр.27]:

Расстояние между прокладками-опорами  при хранении плиты [2. стр.27]:

Момент от нагрузки собственного веса плиты в середине пролёта между  прокладками-опорами при хранении плиты [2, стр.27]:

Расстоянием между центрами тяжести  сечения стержней напрягаемой арматуры и приведенного сечения элемента [2, стр.27]:

 

Максимальное сжимающее напряжение бетона при учете вторых потерь [2, стр.2]:

Потери от ползучести бетона [2, стр.27]:

Согласно рекомендациям [2. стр.27] принимаем  суммарные потери:

 

Предварительное напряжение с учетом всех потерь [2, стр.28]:

Усилие обжатия с учётом всех потерь [2, стр.28]:

 

4.4.6 Проверка прочности наклонного  сечения плиты

 

Поперечная арматура 3Æ5B500 [2, П.1, П.2]:

Шаг поперечных стержней в каркасе:

Распределённое усилие в поперечных стержнях [2, стр.28]:

Параметры бетона В 30 [2, стр.28]:

 

Площадь таврового сечения №1:

Коэффициент, учитывающий Р [2, стр.28]:

Длина проекции с наклонного сечения [2, стр.28]:

Усилие, воспринимаемое бетоном [2, стр.28]:

Усилие воспринимаемое арматурой:

Условие прочности наклонного сечения [2, стр.28]: