Расчет монолитного железобетонного перекрытия. Определение усилий в средней колонне. Расчёт внецентреннонагруженного фундамента

Продольные стержни растянутой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они используются с полным расчётным сопротивлением на длины не менее .

Расчётная длина анкеровки ненапрягаемых стержней  определяем по формуле:

, где:

- площадь продольной арматуры, требуемая по расчёту;

 - принятая площадь продольной арматуры;

 - коэффициенты, определяемые по таб.11.6 /16/.

- базовая длинна анкеровки.

- минимальная длинна анкеровки, принимаемая по таб. 11.6 /16/.

Величину базовой длины анкеровки  определяем по формуле:

, где:

 - предельное напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по таб. 11.7 /16/.

Стержни 7Æ22S400:

,

;; ; .

; .

:

;

;

;

Окончательно принимаем длину анкеровки 500 мм.

3.1.5. Проверка прочности  перекрытия на продавливание.

Монолитное железобетонное перекрытие опирается на железобетонную внутреннюю колонну сечением bxh=0,4 х 0,4м. Полная расчётная нагрузка на колонну от перекрытия (с учётом собственной его массы) равна  V_sd=217,8 кН. Толщина перекрытия 0,22м. Колонна и перекрытие из бетона класса  С25/30. Перекрытие в зоне примыкания к колонне армировано стержнями арматуры класса S400 диаметром 22мм., расположенными с шагом 150мм. в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Защитный слой арматуры 30мм.

Определяем расстояния от верхней плиты до центров тяжести арматуры каждого направления -

Определяем рабочие высоты плит в каждом направлении:

, .

Определяем среднюю рабочую высоту сечения:

Определяем коэффициенты армирования в обоих направлениях:

, что белее 0,002(минимальное значение коэффициента армирования, регламентированное нормами).

Тогда расчётный коэффициент армирования равен:

Определяем величину критического армирования:

Определяем величину погонной поперечной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, принимая коэффициент β=1,15 , как для средней колонны:

.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние масштабного фактора:

;

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса С25/30:

g_с = 1,5; f_cd= f_cк /g_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_ctd = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.

Определяем погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:

.

Поскольку величина погонной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, меньше величины погонного усилия, которое может воспринять сечение при продавливании, прочность на продавливание по критическому периметру, отсчитанному от периметра колонны, обеспечена.

3.1.6. Расчёт трещиностойкости.

Проверяем ширину раскрытия трещин по упрощённой методике, пользуясь данными табл.10.2 /17/.

Расчётный пролёт плиты  , загруженной равномерно распределённой нагрузкой q.

Момент в расчётном сечении -  М_sd=69,35 кН·м. Класс по условиям эксплуатации конструкции XC3. По табл. 10.1 /17/ для класса XC3 предельно допустимая ширина раскрытия трещин

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса С25/30:

g_с = 1,5; f_cd= f_cd /g_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_cdt = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.

Арматура периодического профиля класса S400, нормативное сопротивление f_yd= 400 МПа., расчётное  сопротивление f_yd= 365 МПа. .

Рабочая высота сечения:

 (1,105%)

Для сечения прямоугольной формы, армированного арматурой класса S400 при

Плечо внутренней пары сил определяется:

Напряжения в растянутой арматуре:

Учитывая то обстоятельство, что момент рассчитан на практически постоянную комбинацию нагрузок, при проверке ширины раскрытия трещин используем эффективный модуль упругости:

Предельное значение коэффициента ползучести  определяем из номограммы (рис. 4.16 /17/)

При  и RH=60% для t=30 сут. =3,9

Коэффициент приведения:

 .

Для сечения с трещиной при использовании двухлинейной диаграммы деформирования высота сжатой зоны х_II в общем случае может быть найдена из условия равенства статических моментов сжатой и растянутой зон сечения относительно нейтральной оси:

  , тогда

.

При отсутствии расчётной арматуры в сжатой арматуры .

Напряжение в арматуре:

.

Расчетную ширину раскрытия трещин определяем по формуле :

где S_rm – среднее расстояние между трещинами:

при k1=0,8 (для стержней периодического профиля), k2=0.5 (при изгибе),

,

2,5(h-d) = 2,5(220-180)=100мм.

    (h-x)/2 = (220-124)/2 = 48=50мм.

h/2 = 220/2 = 110мм.

Средние относительные деформации арматуры :

При (для стержневой арматуры), (при практически постоянной комбинации нагрузок).

;

;

 - момент сопротивления бетонного сечения,

- средняя прочность бетона на осевое растяжение определяется по табл. 4.3 /17/.

;

;

,

- коэффициент, учитывающий отношение расчётной ширины раскрытия трещин к средней,

Тогда при

Условие выполняется.

3.2. Определение усилий в средней колонне.

3.2.1. Сбор нагрузок.

Таблица 3.2      Нагрузки на 1м2 покрытия                              

Таблица 3.3     Нагрузки на 1м2  типового монолитного перекрытия                   

Грузовая площадь средней колонны 6,6х5,8 = 38,28 м².

Нагрузка от монолитных плит перекрытия:

При расчете нагрузок на подошву колонны следует учитывать собственный вес колонн.

;

Продольная сила действующая на нижнюю колонну:

Определяю максимальный изгибающий момент колонны первого и второго