Компоновка задания и расчет поперечной рамы здания с тремя равными пролетами по 18м и шагом колонн по 6м, стропильные конструкции – сегментные фермы, страница 9

В подкрановой части колонны с каждой стороны, параллельной плоскости поперечной рамы, установлено 4Ф16 A-III  (As=804 мм2). При отношении Nl/N=655/1445=0,45 и гибкости из плоскости l0/ h=14,64 находим коэффициенты φb=0,85 и φsb=0,87. Тогда при As,tot=2413 мм2 (12Ф16 A-III).

α s=(Rs*As,tot)/(Rb*A)=(365*2413)/(24,2*500*2*250)=0,146;

φ= φb+2*(φsb- φb)*α s= 0,85+2*(0,87- 0,85)*0,146=0,857<φsb=0,87.

Проверяем условие: N? φ(Rb*A+Rs*As,tot);  N=1445 кН?0,857(24,2*500*2*250+365*2413)=

=5940 кН – прочность сечения из плоскости изгиба обеспечена.            

Расчет промежуточной распорки.

Размеры распорки bs=500 мм, hs=400 мм, а=а’=40 мм, hо=0,36 м.

Усилия в распорке:

Мs=Q*S/2=22*2,29/2=25,19 кН.м, Qs=Q*S/с=22*2,29/1,15=43,8 кН.

Требуемая площадь арматуры:

As= As`= Ms*10-3/(Rs(hо - a`)=25,19*106/(365(360 –40)=215,67  мм2.

При нечетном количестве стержней у грани ветви принимаем четное у грани распорки  2Ф12 A-III ( As= As`=226  мм2)

Необходимость поперечной арматуры в распорке проверяем из условий, обеспечивающих отсутствие наклонных трещин:

Qs<2,5*Rbt*b*h0; Qs=43,8 кН<2,5*1,54*500*360=693 кН;

Qs<(φb4(1+φn)*Rbt*b*h02)/c; Qs=43,8 кН<(1,5(1+0)*1,54*500*3602)/900=166 кН.

Где φn=0; c=cmax=2,5*hо=2,5*360=900 мм. Условия выполняются следовательно арматура по расчету не требуется. Принимаем конструктивно хомуты  Ф6 А – I с шагом S=150 мм.

7. Фундаменты под колонну.

 Данные для проектирования.

Фундамент проектируется ступенчатым монолитным из бетона класса В12,5 с расчетными характеристиками при коэффициенте γb2=1,1: Rb=1,1*7,5=8,25 МПа; Rbt=1,1*0,66=0,726 МПа. Арматура подошвы класса А-III (Rs=365МПа). Расчетное сопротивление грунта  R=200 кПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем  γm=20 кН/м3. Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100мм из бетона класса В3,5. Глубина заложения подошвы фундамента не обусловлена глубиной промерзания грунта, технологическими или иными  особенностями здания.

На уровне обреза фундамента действуют следующие расчетные комбинации усилий:

Мn=-123кН*м; Nn=1445кН; Qn=22кН;

М=-123*1,15=-141,5кН*м; N=1445*1,15=1662кН; Q=22*1,15=25,3кН;

       Определение размеров подошвы фундамента

  Предварительно глубину заложения подошвы примем из конструктивных соображений, т.е. по минимально допустимой конструктивной высоте фундамента

Hf,min=hd+hb,min=1.01+0.12=1.21м, где hd=(0,5+0,33 hc)+0.05=0.5+0.33*1.4+0.05=1.01м- глубина стакана, обеспечивающая надежную заделку двухветвевой колонны и ее рихтовку по высоте;

hb,min=0.2м- минимальная толщина дна стакана.

  Принимаем унифицированную высоту фундамента Hf=1,2м, обрез располагаем на отм. -0,15. Тогда глубина заложения подошвы d= Hf+0.15=1.2+0.15=1.35м.

  Подошву проектируем прямоугольной с соотношением сторон m=b/l=0.85. Размер меньшей стороны b найдем в первом приближении как для центрально нагруженного фундамента

b?v Nn/(R-γm*d)=v1445/(200-20*1.35)=2.89м;

принимаем b=3м, тогда l=3/0.85=3.5м. Площадь подошвы А=b*l=3.5*3=10.5м, момент сопротивления W=b*l2/6=3*3,52/6=6,125м3

       Проверка давлений под подошвой фундамента

  Проверим краевые и средние давления от нагрузок с коэффициентом γf=1 с учетом веса фундамента и грунта по формуле:

pn=Nf/A± Mf /W+γm*d=1445/10.5±(-123+22*1.2)/6.125+20*1.35=137,6±15,77+27

p n,min =137,6+15,77+27=180,37<1.2*R=1.2*200=240 кПа

p n,max =137,6-15,77+27=148,8 кПа>0

p n,m =137,6+27=164,6кПа<R=200 кПа

  Положительный знак поперечной силы Q соответствует ее направлению справа налево. Следовательно, момент, создаваемый поперечной силой Q относительно подошвы фундамента, при положительном знаке Q действует против стрелки и принимается со знаком “минус”.

  Ввиду значительных запасов уменьшим размеры подошвы до b*l=2.5*3, тогда А=b*l=2,5*3=7.5м, W=b*l2/6=2,5*32/6=2,75м3

  Проверим давления для комбинации Nmax при новых размерах подошвы:

pn=Nf/A± Mf /W+γm*d=1274/7.5±(-85-22*1.2)/3.75+20*1.35=169.9±29.7+27

p n,min =169.9+29.7+27=226.6<1.2*R=1.2*200=240 кПа