Расчет и конструирование несущих железобетонных и каменных конструкций многоэтажного здания (плиты, ригеля, колонны, фундамента, простенка, стены подвала), страница 12

Предельная продольная сила, воспринимая незамоноличенными стыками, равна:

N = R*b.ℓoс  · Aocl + Nout = 91(100) · 900 + 1212000 = 9402000 Н ≈ 9474 кН.

                        3.4.   Расчет стыка ригелей на колонне

Неразрезанность ригелей обеспечивается за счет ванно-шовной сварки выпусков верхней опорной арматуры ригелей через коротыши, заложенные в колонне.

Арматура стыковочных стержней принимается такой же, как и верхняя опорная арматура ригелей 3Ø40 А - III .

Согласно ГОСТ 14098-85 равнопрочность соединений обеспечивается при качественном выполнении стыков на ванно-шовной сварке.

Рис.20 К расчету стыка ригелей на колонне

4. Расчет и проектирование фундамента

Рассчитываем столбчатый фундамент.

Из расчета колонны N = 13182кН.

где:  n = 1,2 => усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Исходные данные

Материалы для проектирования фундамента:

Бетон класса В12,5.

Rb = 7,5 МПа; Rbt = 0,66 МПа; по таблице 13 [11];

γb2 = 0,9 по таблице 15 [11].

Rb= 7,5 · 0,9 = 6,75 МПа;   Rbt =0,66 · 0,9=0,6 МПа.

Арматура класса А-III с Rsc = 365 МПа по таблице 22* [11].

Расчетное сопротивление грунта R = 0,40 МПа

Расчетный угол внутреннего трения φ = 39.

Глубина заложения фундамента d = 2,7 м.

Объемный вес фундамента с грунтом на его уступах γ= 21кН/м3.

Площадь подошвы предварительно определяем по формуле без поправок «R» на ее ширину и глубину заложения.

,  принимаем 5,4м (кратно 0,3м).

В соответствии с п.4.4 [13] все размеры фундамента следует принимать кратными 300мм (3 м в соответствии с ГОСТ 23478-79) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.

Рабочая высота фундамента определяется из условия:

1. Заделки колонны в фундаменте:

Н = Нст.+25 = l,5hcol + 25 = 1,5·80+25 =145 см.

2. Анкеровки сжатой арматуры  Ø40 А-Ш бетона колонны в стакане фундамента:

Н = Нзад.+25 = 22dcol + 25 = 22·4+25 = 113 см.

Принимаем предварительно Н = 120см (кратно 300мм).

Фундамент конструируем 3-х ступенчатый.

Минимальные размеры фундамента по конструктивным соображениям, определим по формуле:

а = 2H + hcol = 2·120 + 80= 320см = 3,2м < 5,4м.

Принимаем а = 5.4м (кратно 0,3)

3. Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента

hоз=30 - 10 = 20 см условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении III-III.

Для единицы ширины этого сечения ( b = 100см ).

Расчет прочности тела фундамента выполняется на расчетные нагрузки.

Отпор грунта от действия расчетных нагрузок.

Действующее усилие определяем по формуле:

Q = 0,5(а - hcol - 2hoP = 0,5(540 - 80 - 2·20)·452 = 94920 Н = 95 кН

Определяем несущую способность по формуле:

[Q] = 0,6 · γb2· Rbt· hcol ·b =

=0,6 · 0,9 · 0,66 (100) · 80 · 100 = 285120Н = 285,1 кН.

Q=95 кН/п.м < [Q] =285 кН/п.м.

4. Проверяем днище фундамента по расчету на продавливание по формуле:

N <Rbt · um  · hopl = 0,66(100) · 420 · 25 = 630000 Н = 630 кН, где:  um = 2(bcol + hcol + 2 hopl ) = 2 · (80 + 80 + 2·25) = 420см.

Рис.21 Экскиз к расчету фундамента

          Допускаемая  нагрузка  на  дно  стакана  при  не забетонированной колонне соответственно составляет:

N = 630 кН.

Изгибающие моменты в местах изменения сечения определим по формуле:

сечениеI-I 

Ml=0,125p·(a - hcol)2·b=0,125·452(540 - 80)2 ·540=6656 кН·м.

сечение II-II

М2 = 0,125р·(а - а1)2·b = 0,125·452(540 - 420)2·540 = 4393,4 кН·м.

сечение III-III

М3 = 0,125р ·(а – а1)2·b =0,125 ·452(540 – 480)2 ·540 = =1098,3·м.

Необходимую площадь сечения рабочей арматуры определяют по    формуле 12.8 [10].

Сечение I-Iпри h01 = 110см.

сечение II-II

при h02 = 50см.

сечение III-III

при h03 = 20см.

При стороне фундамента а = 5400мм и шаге стержней 100мм, определяют необходимое количество арматурных стержней:

При максимальной площади сечения арматуры, площадь сечения одного стержня определяют по формуле:

По сортаменту принимаем 54Ø25 А-II с (As =264,6см ).