Файл: Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 08. 03. 01 Строительство.doc

(сечение II-II)
Сечение колонны см, см; см.

Комбинация расчетных усилий:

первая комбинация ; кН.

вторая комбинация ; кН.

Усилия от продолжительного действия нагрузки ; кН (загружение №1 табл.12 МУ).

Расчетная длина м.

Гибкость надкрановой части колонны , где см, следовательно, необходимо учесть влияние прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы.

Расчет на первую комбинацию усилий:

; кН; см.

Определяем случайный эксцентриситет из следующих условий:

см см; см; принимаем см.

Расчетный эксцентриситет см.

Условная критическая сила.

где см⁴ см⁴;

; (тяжелый бетон);

;

;

здесь .

Принимаем ; .
При (первое приближение)

см⁴;

;

расстояние см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

,

;

МПа, МПа.

При (табл. прил.3) находим ;

Назначаем по конструктивным соображениям:

см².

Принимаем (прил. 4) 3ø16А-III, см² .

При принятом сечении значение :

по табл. прил.3 находим .

Определяем сечение растянутой арматуры :

Сечение также назначаем конструктивно, принимая (3ø16А-III).

Полученный коэффициент армирования

_,что близко к предварительно принятому ; расчет можно не уточнять.

Расчет сечения колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, не производим, т.к. ,

Где м; см.

Расчет на вторую комбинацию усилий:

, кН;

см;

, принимаем

;

;

кН;

;

см;

; .

Арматуру ставим конструктивно не менее 0,2 % принимаем 3ø16А-III, см²;

;

;

см².

Принимаем 3ø18А-III см².

Расчет арматуры в подкрановой части колонны по сечению IV-IV

Сечение колонны см; см; см.

Комбинации расчетных усилий:

первая ; кН; кН;

вторая ; кН; кН;

третья кН; ; кН;

; кН.

Расчетная длина м;

гибкость , где см; необходимо учесть влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы.

Дальнейший расчет ведем по аналогии с расчетом надкрановой части колонны.

1. Расчет на первую комбинацию усилий:

; кН.

Случайный эксцентриситет: см; см и не менее 1 см; принимаем см.

Расчетный эксцентриситет: см.

Условная критическая сила:

кН.

см⁴ см⁴;

.

Принимаем

;

;

.

Принимаем

см⁴;

.

Расстояние см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

; ;

Назначаем по конструктивным соображениям:

см². Принимаем 2ø16А-III и 1ø22А-III.

см² или 3ø18А-III см²

;

.

Сечение также назначаем конструктивно, принимая см² (2ø16А-III+1ø22А-III)

, что близко к предварительно принятому .

Расчет на вторую комбинацию усилий:

; кН;

см;

; принимаем ;

;

;

см⁴;

;

см;

при и находим:

;

назначаем по конструктивным соображениям равным 7,6 см². Принимаем 3ø18A-III см²

; ;

см².

Сечение также назначаем конструктивно, принимая см² (3ø18А-III);

, что близко к предварительно принятому .

Проверка подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба: расчетная длина м.

Радиус инерции см.

Гибкость , что меньше в плоскости действия момента; следовательно, расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.

Окончательно принимаем в сечении надкрановой части колонны у наружной и внутренней грани по 3ø16А-III; в сечении подкрановой части колонны у наружной и внутренней грани по 3ø18А-III.

Армирование колонны см. в прил.5.

Спецификация арматуры в чертежах должна быть выполнена по прил.11.

8. РАСЧЕТ МОНОЛИТНОГО ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ (ШАГ КОЛОНН 12 м)

Данные для проектирования

Глубину заложения подошвы принимаем из условия промерзания грунта равной м. Обрез фундамента на отметке -0,15 м. Расчетное сопротивление грунта основания МПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем кН/м³. Бетон фундамента тяжелый класса В12,5 с расчетными характеристиками при ; МПа; МПа под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В3,5.

Определение нагрузок и усилий

На фундамент в уровне его обреза (сечение IV-IV) передаются от колонны следующие усилия (табл.12).

Расчет выполняем на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий кН; кН·м; кН.

Нормативные значения усилий:

кН;

кН·м;

кН,

где - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка от веса части стены ниже отметки , передающаяся на фундамент кН; нормативная нагрузка кН.

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены мм м.

Изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента:

кН·м;

кН·м.

Расчетная схема усилий для фундамента, показана на рис.17.

Расчетные усилия, действующие относительно оси симметрии подошвы фундамента, без учета массы фундамента и грунта на нем

кН·м;

кН.

То же, нормативные значения усилий

кН·м;

кН.

Рис.17. Расчетная схема усилий для фундамента

Определение размеров подошвы фундамента

Примем соотношение сторон и предварительно устанавливаем размер меньшей стороны как для центрально нагруженного фундамента

м.

Размер большей стороны м; принимаем унифици-рованные размеры кратные 0,3 м м; тогда площадь подошвы м², а момент сопротивления м³.

Проверка давлений под подошвой фундамента

Принятые размеры подошвы должны обеспечивать выполнение следующих условий:

; ; .

Давление на грунт определяем с учетом веса фундамента и грунта на нем по формуле

,

где кН, кН – усилия на уровне подошвы фундамента от нагрузок с коэффициентом . Знак при переходе на фундамент меняется на обратный.

Комбинация

;

кПа кПа;

кПа ;

кПа.

Давление не превышают допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны.

Для расчета фундамента по прочности нужны также величины давления на грунт от нагрузок при коэффициенте , но без учета веса фундамента и грунта на нем.

;

кПа;

кПа;

кПа.

Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени

Проектируем фундамент с подколонником и ступенчатой плитной частью (рис.18)

мм;

мм,

г
де , и , - соответственно толщина стенок стакана и зазор между гранью колонны и стенкой стакана в направлении сторон и .
Рис.18. Геометрические размеры фундамента

Рабочую высоту плитной части фундамента предварительно можно установить из условия продавливания от граней подколонника по формуле

,

принимая м и м, получим

м.

Принимаем плитную часть из двух ступеней высотой мм, при этом консольный вынос нижней ступени получается меньше оптимального, равного

м,

где мм м.

Размеры в плане второй ступени назначаем кратно 300 мм, т.е. м. Тогда консольные выносы ступеней составят:

первой (нижней) - м м;

второй - м.

Глубина стакана под колонну мм, размеры дна стакана: мм; мм.

Проверка высоты нижней ступени

Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия

,

где - продавливающая сила;

м – размер средней линии грани пирамиды продавливания.

При м м площадь м², тогда продавливающая сила

кН кН – продавливание нижней ступе-ни не произойдет.

Выполним проверку по поперечной силе для наклонного сечения, начинающегося от грани второй ступени. Длина горизонтальной проекции этого наклонного сечения м: поперечная сила, создаваемая реактивным давлением грунта, в конце наклонного сечения

кН.

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое одним бетоном кН.

Так как кН кН прочность нижней ступени по поперечной силе достаточна.

Проверку второй ступени на продавливание можно не производить, так как принятая рабочая высота плитной части мм значительно превышает требуемую из расчета на продавливание.