Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 | Часть 5 | Часть 6 | Часть 7 | Часть 8 | Часть 9
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПОДКОЛОННИКАПОДБОР АРМАТУРЫ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯОпределим действующие усилия в сечении по низу подколонника в уровне плитной части (сечение 1-1, черт. 20) по табл. 12. Высота подколонника hcf = 2,4 - 0,9 = 1,5 м. Таблица 12
Принимаем армирование подколонника стержнями Æ12А-III с шагом 200 по периметру (5 Æ 12А-III, Аs = 5,65 см2). Так как hcf/lcf = 1,5 : 0,9 = 1,67 < 6, то в соответствии с п. 2.39 коэффициент h принимается равным 1,0 и учет продольного изгиба не производится. По комбинации 3 проверим сечение при внецентренном сжатии. Определяем высоту сжатой зоны из формулы (37) СНиП 2.03.01-84: х = = 0,38 м ,сжатую арматуру в соответствии с п. 2.41 не учитываем. x = x / h0 = 0,38 / 0,85 = 0,45,здесь h0 — рабочая высота сечения; по формуле (25) СНиП 2.03.01-84 определяем значение xR xR = w / [ 1 + ssR (1 - w / 1,1) / ssc,u] ;w = a - 0,008Rb ; a = 0,85 ; Rb = 7,5 × 0,9 = 6,75 МПа ;w(= 0,85 - 0,008 × 6.75 = 0,796 .Так как gsp и ssp равны нулю (предварительное натяжение арматуры отсутствует), то ssR = Rs - ssp = 365 МПа; Ssc,u = 500 МПа при gb2 < 1,0. Тогда xR = 0,796/[ 1+365 (1 - 0,796/1,1) /500] = 0,66 > x = 0,45. Следовательно, расчет должен быть произведен по формуле (36) СНиП 2.03.01-84 без учета сжатой арматуры (п. 2.41) : Ne £ Rb b x (h0 - 0,5 x) .Случайный
начальный эксцентриситет esl
= ecf/30 = 90/30 = 3 см; Ne = 2,1 × 0,64 = 1,34 МН×м .Правая часть в формуле (36) СНиП 2.03.01-84 равна 6,75 • 0,9 • 0,38 x (0,85 - 0,5 • 0,38) = 1,52 МН×м; Ne = 1,34 МН×м < 1,52 МН×м, то есть прямоугольное сечение подколонника удовлетворяет условию прочности. ПОДБОР АРМАТУРЫ КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯПодбор арматуры коробчатого сечения подколонника производим как для изгибаемого элемента на условный изгибающий момент Мk, определяемый по формулам (58) или (59). Для комбинации 3: ex = 0,444/2,1 = 0,187 м; l/6 = 0,4/6 = 0,067 м; 0,5lс = 0,2 м. Поскольку 0,067 < еx = 0,187 < 0,2, то момент Мk определяется по формуле (59): Mkx =
Мх + Qx dp
- 0,7Nex = 0,336 + 0,072
× 0,8
- 0,7 ×
2,1 × 0,187 =
|
Вари- |
Расчетные нагрузки |
|
||
ант |
постоянные |
|
||
нагрузки |
g
+ g1 , |
G1
, |
G2
, |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
180 (18,2) |
290 (29,7) |
150 (15,7) |
|
2 |
180 (18,2) |
290 (29,7) |
150 (15,7) |
|
Окончание табл. 13
Вари- |
Расчетные нагрузки |
|
|||
ант |
временные длительные |
|
|||
нагрузки |
р, |
Р1, |
Р2, |
Р3, |
|
1 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
710 (72) |
1590 (162) |
4480 (456,5) |
6900 (703,5) |
|
2 |
710 (72) |
1590 (162) |
3020 (308) |
-1350 (-138) |
|
Обозначения, принятые в таблице:
g - постоянная равномерно распределенная нагрузка от перекрытия подвала;
g1 - собственный вес оголовка;
р - временная нагрузка от перекрытия;
G1, Р1 - постоянная и временная нагрузки от перекрытия;
G2 - собственный вес стойки подколонника;
P2, P3 - усилия от ветвей стальной колонны.
Силы P2 и Р3 действуют одновременно.
Класс бетона по прочности на сжатие В25; Rb = 14,5 МПа (148 кгс/м2); Pbt = 1,05 MПа (10,7 кгс/см2).
Коэффициент надежности по назначению принимаем равным 1.
В результате статического расчета на ЭВМ получены усилия в стойках и промежуточном ригеле подколонника. Подбор сечения арматуры в стойках подколонника осуществлен с помощью ЭВМ.
Расчет оголовка подколонника произведен для свободно опертого элемента. Схема нагрузки, расчетная схема и эпюра перерезывающих сил приведены на черт. 38.
Опорная реакция
А = 890 • 3 + 4480 + 6900 - 8077 = 5973 кН (609 тс) ;
В = 890 • 1,5 + (6900 • 2,15 + 4480 • 0,15)/2,3 = 8077 кН (823 тс).
Максимальный изгибающий момент в оголовке определяем на расстоянии
Расчет оголовка подколонника на действие поперечной силы по грани стойки Q = 2470 кН (252 тc) и изгибающего момента в пролете М = 1,4 МН×м (143 тс×м).
Ширина оголовка 1500 мм, высота принята равной 1200 мм из учета заделки анкерных болтов диаметром 72—1100 мм.
Принимаем поперечную арматуру 6Æ12А-I, шаг 300 мм
Проверяем прочность оголовка по сжатому бетону между наклонными трещинами из условия (72) СНиП 2.03.01-84.
По формулам (73), (74) СНиП 2.03.01-84 вычисляем:
Условие выполнено.
Проверяем условие (75) СНиП 2.03.01-84, обеспечивающее прочность элемента по наклонным сечениям, проходящим по наклонной трещине, на действие поперечной силы
По формулам (80), (81) СНиП 2.03.01-84 вычисляем
qsw = 0,396 МН×м (40,4 тс×м) ;
с0 =
= 3,27 м > 2h0 = 2 × 1,16 = 2,32 м .
Принимаем с = 2,32 м, тогда Qb + Qsw + Qs,inc = 2 • 1,05 • 1,5 • 1,162 / 2,32 + 0,396 • 2,32 = 2,75 MH (280 тc) > Q = 2,47 MH (252 тc) .
Прочность обеспечена.
Продольную арматуру оголовка определяем по изгибающему моменту М = 1,4 MH (143 тc).
Принимаем 6Æ32А-III Аs = 48,26 см2, Rs = 365 МПа (3750 кгс/см2).
Пользуясь формулой (29) СНиП 2.03.01-84, при Аs¢ = 0 определяем х = Rs As / Rb b = 365 • 48,26/14,5 • 150 = 8,1 см, получаем x = x/h0 = 8,1/1,16 = 0,07.
По формуле (26) СНиП 2.03.01-84: w = a - 0,008 Rb = 0,85 - 0,008 • 14,5 = 0,734 ;
по формуле (25) СНиП 2.03.01-84:
xR = 0,563 > x = 0,07 .
При x < xR прочность сечения проверяем по формуле (28) СНиП 2.03.01-84 при Аs¢ = 0
Прочность сечения обеспечена.
Расчет на местное сжатие в месте опирания ригеля перекрытия на подколонник.
Расчетная нагрузка от ригеля
Необходимость косвенного армирования при сжатии проверяем из условия (101) СНиП 2.03.01-84:
N £ y Rb,loc Aloc1 ; Aloc1 = 50 • 20 = 1000 cм2 (b ригеля - 50 см); y = 0,75; a = 13,5 Rbt/Rb = 13,5 × 1,05/14,5 = 0,977; Aloc2 = 80 • 20 = 1600 см2;
По формуле (102) СНиП 2.03.01-84
Условие (101) СНиП 2.03.01-84 не выполнено.
В месте опирания ригеля на подколoнник ставим 4 сетки косвенного армирования Æ6А-I с ячейкой размером 100´100 мм и шагом 100 мм.
Прочность на местное сжатие подколонника с косвенным армированием проверяем из условия (103) СНиП 2.03.01-84: N £ Rb,red Aloc1 .
По формулам (49) - (51) СНиП 2.03.01-84:
0,0063 ;
;
3,47 .
По формуле (104) СНиП 2.03.01-84 при jb = 1,17 < 3,5 :
Rb,red Aloc1 = 21,8 × 0,1 = 2,18 МН (220 тс) > N = 1,88 МН (192 тс) .
Прочность сечения обеспечена.
Пример 4. Расчет сборно-монолитного железобетонного фундамента стальной колонны
Дано: фундамент с монолитной плитной частью и сборно-монолитным подколонником высотой hcf = 6,0 м, размерами в плане bcf = 1,5 м, lcf = 3,0 м. Сборные элементы подколонника в виде плоских плит t = 0,2 м (черт. 39).
Расчетные нагрузки на уровне верха подколонника с учетом ветровых и крановых нагрузок: N = 6 МН (600 тс), М = 8 МН×м (800 тс×м), Q = 0,42 МН (42 тс). С учетом коэффициента надежности по назначению для сооружений II класса g = 0,95:
Расчетные усилия по низу подколонника:
N + G = 5,7 +1,1 × 0,022 × 3 × 1,5 × 6 = 6,35 МН (635 тc) ;
М = 7,6 + 0,4 × 6 = 10,0 МН×м (1000 тс×м).
Материалы: бетон монолитной части класса В12,5, Rb = 7,5 МПа (76,5 кгс/см2), Rbt = 0,66 МПа (6,75 кгс/см2), бетон сборных плит класса B25, Rb = 14,5 МПа (148 кгс/см2).
При учете в данном сочетании кратковременных нагрузок (ветровых и крановых) принимаем gb2 = 1,1 (см. табл. 15 СНиП 2.03.01-84).
Для бетона монолитной части также учитываем коэффициенты gb3 = 0,85 и gb5 = 0,9 .
Тогда:
Продольная арматура сборных плит класса A-III
арматурные петлевые выпуски из плит класса A-I
По формулам (97) - (99) :
х = 2,9 - 0,42 м ;
As = 14,3 см2 .
Принимаем 16Æ12 A-III ; As = 18,1 см2.
Петлевые арматурные выпуски установим с шагом s = 1,2 м по высоте плит.
По формуле (101)
Asw ³ 23 × 10-4 м2 = 23 см2 .
Принимаем в каждом ряду 7 петлевых выпусков Æ 16А-I, Аsw = 28,2 см2, при этом процент армирования составит по формуле (102)
Условия (101) и (102) удовлетворены.
Глубина заделки плит в стакан принимается 700 мм, глубина стакана 750 мм, размеры в плане понизу 300´1600 мм, поверху 350´1650 мм.
Бетон замоноличивания стаканов класса В25
Сила, выдергивающая плиту из стакана:
По формулам (103) и (105): Ran¢ = 0,18 Rbt ,
По формулам (104) и (106): Ran¢¢ = 0,2 Rbt ;
Np = 2 × 0,7 (0,2 + 1,5) × 0,2 × 1,155 = 0,55 > N = 0, 522 MH (53, 6 тc).
Условия (103) сцепления бетона замоноличивания с бетоном стенок стакана и (104) - с бетоном сборных плит без учета шпонок в плитах — удовлетворены.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Для центрально-нагруженного фундамента
р = N / lb - кгс/см2 ;
для внецентренно нагруженного фундамента
р = N / lb + 6М / l2 b - кгс/см2 ;
A3 = b (l - 0,5b + bc - lc) - м2 .
Порядок определения высоты фундамента Н0 показан стрелками на графике: по найденным значениям А3 = 11 м и gb2 Rbt / p = 3,0,
здесь Rbt - расчетное сопротивление бетона растяжению, кгс/см2 ;
gbt - коэффициент условий работы бетона согласно табл. 15 СНиП 2.03.01-84.
По заданному значению bc = 100 см находят рабочую высоту фундамента h0,pl = 98,5 см.
П р и м е ч а н и е. В случае, когда проверка на продавливание производится от нижнего обреза подколонника, величина bс заменяется величиной bcf, lc - величиной lcf .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
h1; |
h01; |
с, м |
Максимальное давление грунта на подошву фундамента из бетона В15, рmax, МПа (при условии равенства вылетов ступеней фундамента), для b, м |
|||||||
Н, м |
Н0, м |
|
1,8 |
2,4 |
3,0 |
3,6 |
4,2 |
4,8 |
5,4 |
6,0 |
0,30 |
0,255 |
0,75 |
0,16 |
0,23 |
0,27 |
0,29 |
0,31 |
0,32 |
0,33 |
0,33 |
|
|
0,60 |
0,32 |
0,39 |
0,43 |
0,45 |
0,47 |
0,48 |
0,49 |
0,50 |
|
|
0,45 |
0,70 |
0,78 |
0,82 |
0,85 |
0,87 |
0,89 |
0,90 |
0,90 |
0,60 |
0,555 |
1,50 |
- |
- |
- |
0,19 |
0,23 |
0,27 |
0,29 |
0,30 |
|
|
1,35 |
- |
- |
- |
0,27 |
0,31 |
0,34 |
0,36 |
0,38 |
|
|
1,20 |
- |
- |
0,32 |
0,38 |
0,43 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
|
|
1,05 |
- |
0,38 |
0,49 |
0,56 |
0,60 |
0,64 |
0,66 |
0,68 |
|
|
0,90 |
0,46 |
0,68 |
0,80 |
0,87 |
0,92 |
0,96 |
0,99 |
1,01 |
0,90 |
0,855 |
2,10 |
- |
- |
- |
- |
0,15 |
0,21 |
0,25 |
0,28 |
|
|
1,95 |
- |
- |
- |
- |
0,22 |
0,27 |
0,32 |
0,35 |
|
|
1,89 |
- |
- |
- |
0,22 |
0,30 |
0,36 |
0,40 |
0,44 |
|
|
1,65 |
- |
- |
- |
0,33 |
0,41 |
0,47 |
0,51 |
0,55 |
|
|
1,50 |
- |
- |
0,36 |
0,49 |
0,57 |
0,63 |
0,68 |
0,72 |
|
|
1,35 |
- |
- |
0,59 |
0,72 |
0,81 |
0,88 |
0,92 |
0,96 |
|
|
1,20 |
- |
0,77 |
1,02 |
1,17 |
1,28 |
1,36 |
1,42 |
1,46 |
1,20 |
1,155 |
2,40 |
- |
- |
- |
- |
0,13 |
0,22 |
0,29 |
0,34 |
|
|
2,10 |
- |
- |
- |
0,19 |
0,32 |
0,41 |
0,48 |
0,53 |
|
|
1,80 |
- |
- |
0,32 |
0,53 |
0,66 |
0,76 |
0,83 |
0,89 |
Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 | Часть 5 | Часть 6 | Часть 7 | Часть 8 | Часть 9
Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале? Подпишитесь на рассылку новостей!