Проектирование трехэтажного здания с подвалом (гру­зовая площадь - 30 кв.м, высота этажей - 4,8 м, высота подвала - 3,6 м)

диаметр стержня, мм, или средний диаметр при нескольких диаметрах; k1= 0,8 - для стержней периодического профиля; k1= 1,6 — для гладких стержней; k₂= 0,5 - при изгибе; k₂ = 1 - при осевом рас­тяжении; eff- эффективный коэффициент армирования,

где — площадь сечения арматуры, расположенная внутри эффек­тивной площади сечения; А_с,eff- эффективная площадь сечения рас­тянутой зоны при высоте, равной 2,5 расстояния от наиболее растя­нутой грани до центра тяжести арматуры, h_еff= 2,5 (h - d).

Средние деформации арматуры определяются по формуле:

где - деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной; = 1 - для арматурных стержней периодического профиля;  = 0,5 -для гладкой арматуры; = 1- при кратковременном действии на­грузки; =0,5 - при длительно действующей нагрузке; М_sr - изги­бающий момент, при котором, возникают трещины;M_cd - изгибаю­щий момент от нормативной нагрузки.Усилия трещинообразования определяются по упрощенной зави­симости как для бетонного сечения

  Напряжение в растянутой арматуре при образовании трещин

где: z = 0.85d .

    Относительная деформация арматуры:

    Средняя деформация растянутой арматуры:

    Ширина образования трещин при длительной нагрузке:

 мм

4 РАСЧЕТ КОЛОННЫ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ

4.1 Нагрузки

Расчет колонны начинают с определения нагрузок, действующих на покрытие и перекрытие . Если над верхним этажом пролет перекрыт балкой или фермой, то нагрузка от покрытия пере­даётся на стену, а колонна нижележащих этажей воспринимает на­грузку только от перекрытий .

В таблицах 1 и 2 выполнен подсчет нагрузок, действующих на ко­лонну трехэтажного здания с подвалом при следующих данных: гру­зовая площадь - 30 м², высота этажей - 4,8 м, высота подвала - 3,6 м, перекрытие верхнего этажа, как и всех остальных - балочное, норма­тивная полезная нагрузка-

3,5кН/м², в том числе длительно действующая – 1,5 кН/м², снеговая – 0,7 кН/м².

Таблица 1 - Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия

Таблица 2 - Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия

Нагрузка от собственного веса колонны в пределах этажа при предварительно принятых размерах ее сечения 0,4x0,4 м составит: нормативная – 20 кН, расчетная – 22 кН , для подвала нормативная – 12 кН , расчетная – 13,2.

Полученные данные позволяют вычислить нагрузки, кН, на ко­лонну каждого этажа (таблица 3).

Т а б л и ц а 3 - Расчетные нагрузки на колонны

Таблица 5 - Подбор сечения колонны и проверка несущей способности

Расчет арматуры

Рабочая арматура подошвы фундамента определяется по изги­бающим моментам, вычисленным как для консольной балки, заде­ланной в плоскости грани колонны или боковых граней ступеней. Для сечения 1-1 , приняв z =0,9d,  получим

    Для других сечений (2-2 или 3-3) вместо h_с подставляется длина соответствующей ступени и рабочая высота, измеренная от центра тяжести арматуры до верха этой ступени.

Для прямоугольных в плане фундаментов расчет арматуры перпендикулярного направления производится по тем же формулам с заменой горизонтальных размеров колонны и фундамента на разме­ры другого направления.

В таблице 7 приведен расчет фундамента при следующих исход­ных данных: расчетная нагрузка у верхнего, обреза фундамента N= 1940 кН при r > 1 (N = 1620 кН при  r = 1)глубина заложения фундамента Н = 1,2 м, r =20 кН/м , RQ =0,25 МПа; бетон класса C25/30,fcd = 16,7 МПа,

f_сdt= 1,0МПа;  a = b; арматура из стали класса S500, fyd = 450MПа