Расчётно-конструктивная часть. Расчёт и конструирование надподвального перекрытия. Расчёт и конструирование перекрытия жилого этажа, страница 4

Случайный эксцентриситет: е₀=h/30=50/30=1,67 см или е₀=l_col/600=2700/600=0,45 см, но не менее 1 см.

Поскольку эксцентриситет силы больше случайного, то его принимают для расчёта статически неопределимой системы.

Радиус ядра сечения r=0,289h=14,45 см. Жёсткость колонны l₀/r=270/14,45=18,68>14.

Выражение для критической продольной силы для прямоугольного сечения имеет вид:

,                (3.10)

где А – площадь сечения колонны, м²;

φ_l0 – для тяжёлого бетона в данном случае равно 1;

α – отношение величин модуля упругости арматуры к модулю упругости бетона;

μ₁ – коэффициент армирования, по /3/ μ₁=0,001;

δ – большая из величин:

                                   (3.11)

По формулам (3.11):

δ=0,048, δ_min=0,185.

Для расчёта принимается δ_min=0,185.

По формуле (3.10):

 

Коэффициент η вычисляется как

η=1/(1-N/N_cr)=1/(1-5360,26/80906,24)=1,071.

Значение е равно е=е₀η+h/2-а=2,4·1,071+50/2-4=23,57 см.

Определяю граничную высоту сжатой зоны при напряжении в арматуре равном 0 по формуле (3.7):

ω=0,85-0,008·19,8=0,64.

Определяю граничную высоту сжатой зоны по формуле (3.6):

Вычисляю по формулам (3.5), (3.9):

,

,

δ’=4/46=0,09.

При α_S≤0 принимают А_s=А_s^’ конструктивно по минимальному проценту армирования.

Конструктивно площадь арматуры равна:

,                                    (3.12)

Площадь растянутой (сжатой) арматуры по формуле (3.12):

.

По таблице /1/ подбираю два стержня арматуры диаметром 10 мм с площадью сечения А_s=1,57 см². Но согласно /3/ диаметр продольных стержней внецентренно сжатых элементов монолитных конструкций должен быть не менее 12 мм.

Принято два стержня диаметром 12 мм с площадью сечения А_s=2,26 см².

3.3.3 Конструирование арматуры колонны

Колонна армируется пространственным каркасом, образованным четырьмя продольными стержнями связанными хомутами. Продольные стержни имеют диаметр 12 мм. Диаметр поперечной арматуры 3 мм. Так как шаг поперечной арматуры должен равняться ширине сечения, но не менее 20 диаметров продольной арматуры, то S=200мм. Для стыковки с арматурой вышележащей колонны выпуски арматуры отгибают. Величина выпуска 740 мм. В зоне опирания перекрытия устанавливают дополнительные сетки.

3.4 Расчёт и конструирование плиты фундамента

3.4.1 Выбор расчётной схемы плиты фундамента, определение характеристик материалов и сбор нагрузок

Плита фундамента рассчитывается как плита на упругом основании без учёта жёсткости вышележащего строения. Фундаментная плита не имеет возможности движения в собственной плоскости. Также приняты следующие допущения: при деформации отрыв от грунтового основания не происходит, прогиб плиты равен осадке основания и перемещению контактного шва.

Для изготовления монолитной плиты фундамента используется тяжёлый бетон марки В30. Расчётные характеристики с учётом коэффициента условий работы бетона γ_b2=0,9 равны /1/:

R_b=0,9·17=15,3 МПа,

R_bt=0,9·1,2=1,08 МПа,

R_b,ser=22 МПа,

R_bt,ser=1,8 МПа,

E_b=33500 МПа.

Расчётные характеристики арматуры класса А500:

R_s=R_sc=450 МПа, E_s=200000 МПа.

Нагрузки от каждой колонны нормативные (γ_f=1) и расчётные (γ_f>1) приведены в таблице 3.3 и 3.4.

Таблица 3.3 – Нормативные нагрузки от колонн.