3.3. Промежуточная распорка.

Максимальная поперечная сила, действующая в сечениях подкрановой части колонны Q=44,79 y_b1=1,0 т.к. в данное сочетание входят усилия от кратковременных нагрузок (крановые и ветровые).

Изгибающий момент в распорке

M_ds=

Поперечная сила в распорке

Q_ds=

Эпюра моментов в распорке:

Эпюра поперечных сил:

Размеры сечения распорки

B=b₁=0,5 h=0,4 b_o=h-a=0,4-0,04=0,36

Площадь продольной рабочей арматуры при симметричном армировании:

A_s=A’_s=

Принимаем: 3Ø18 А400с А_s=7,64>5,8

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении равна

Q_b= , но не более 2,5 и не менее 0,5 ,

где:

- коэффициент, принимаемый равным 1,5;

С- величина проекции опасной наклонной трещены на продольную ось распорки, принимая равной 2h₀, но не более расстояния в свету между внутренними гранями ветвей колонны, т.е

В нашем случае 2h₀=2·0,36=0,72>(h_н-2 _c)=(1,1-2·0,25)=0,6 , следовательно принимаем с=0,6м.

Q_b=

0,5

2,5

Диаметр поперечной рабочей арматуры из условия сварки с продольной принимаем: Ø6 А400 A_sw=0,283 n=2 R_sw=285

Проекция опасной наклонной трещины на продольную ось распорки с=0,6м. Максимально допустимый шаг поперечных стержней:

S_max=

Требуемый шаг поперечных стержней по длине распорки:

S_w= см, что не превышает S_max=23,77

Исходя из конструктивных требований при Q_b и Q_ds шаг поперечных стержней не должен превышать S_w≤

Принимаем шаг поперечных стержней 150мм (кратным 50 мм).

Проверим соблюдение требований принятого шага по интенсивности поперечного армирования по длине распорки

Q_sw= =0,25·10·0,75·50·10=93,75

Поскольку условие выполняется, окончательно принимаем поперечную арматуру в виде Ø6 А400 с шагом 150мм.

4. Расчет фундамента под крайнюю колонну

Для сочетания N7 имеем: М = 200,3 кНм; N = 981,58 кН; Q = 44,76 кН.

Расчетная нагрузка от веса нижней стеновой панели и остекления на участке между отметками 1,2…9,6 м:

G_w3 = (g₁h_w1 + g₂h_w3)*B*γ_f*γ_n = (2,5*1,2 + 0,4*8,4)*6*1,1*0,95 = 39,87 кН

Расчетная нагрузка от собственного веса фундаментной балки:

G_Ф.Б. = G_С.В.Б.* γ_f*γ_n = 52*1,1*0,95 = 54,34 кН

где G_С.В.Б. – собственный вес фундаментной балки, равный 29 кН при шаге колонн В = 12 м и равный 12 кН, при шаге В = 6 м.

Указанные нагрузки передаются на фундамент с эксцентриситетом:

е₄ =

Тогда расчетное значение момента от данных нагрузок будет равно:

М_Б.W. = (G_w3 + G_Ф.Б.)*е₄ = (39,87+ 54,34)*0,7 = 65,94кНм

Окончательно для расчета имеем:

М = 200,3 – 72,7= 127,6 кНм; N = 981,58 + 39,87 = 1021,45 кН;

Q = 44,76 кН

Диаметр продольной арматуры в подкрановой части колонны d = 20 мм.

Материал фундамента:

- бетон класса В15; R_b = 8,5 МПа; R_bt = 0,75 МПа; γ_b1 = 1;

- арматура класса А400; R_s = 355 МПа.

4.1. Определение геометрических размеров фундамента

Высота фундамента определяется из условий:

а). Обеспечения жесткой заделки колонны в фундаменте:

для двухветвевой колонны в плоскости поперечной рамы

Н_Ф,з ≥ h_з + 0,25, где h_з ≥ 0,5 + 0,33h₁ = 0,5 + 0,33*1,1 = 0,863 м и h_з ≥ 1,5*b₁ = 1,5*0,5 = 0,75 м. Принимаем длину заделки h_з = 0,9 м > 0,863 м

H_Ф,з ≥ 0,9 + 0,25 = 1,15 м; (для сплошной колонны h_з ≥ h₁; h₃ ≥ 1,5*b₁)

H_Ф,ан ≥ h_ан + 0,25 м

где: 0,25 м – минимальная толщина дна (0,2 м) с учетом подливки под колонну (0,05 м).

h_0,ан =

R_bond = η₁*η₂*R_bt = 2,5*1*0,75 = 1,875 Мпа

h_ан = αh_0,ан

0,3h_ан = 0,3*94,73 = 28,42 см, а так же не менее 15d_s = 15*2 = 30 см и 200 мм

Окончательно принимаем: h_ан = 0,75 м, тогда

H_Ф,ан = h_ан + 0,25 м = 0,75 + 0,25 = 1 м < Н_ф,з = 1,15 м

Расчетная глубина промерзания в районе г. Хабаровск равна d_f = 0,7*0,28* . Глубина заложения фундамента должна быть не менее d_f. Принимаем высоту фундамента Н_ф = 2,5 м (кратно 50 мм), что равно Н_Ф,з = 2,5 м и больше Н_Ф,ан = 1 м. Глубина заложения фундамента при этом составит d = H_ф + a₁ = 2,5 + 0,15 = 2,65 м > d_f = 2,5 м

Размер подошвы фундамента

Площадь подошвы: A = 1,1 , где N_n = – нормативное значение продольной силы с учетом усредненного коэффициента надежности по нагрузки γ_f = 1,15. Коэффициент 1,1, учитывает наличие изгибающего момента.

А = 1,1

Зададимся соотношением большей стороны подошвы к меньшей .

Тогда b = ; l = 1,2*2,53 = 3,036 м

Принимаем lxb = 4,0*3,4, кратными 0,3, с округлением в большую сторону.

Уточненная площадь подошвы А = 4*3,4 = 13,6 м²

Момент сопротивления W =

Уточняем нормативное давление на грунт:

R = R₀[1+ при d ≤ 2 м и b ≥ 1 м.

Здесь k₁ = 0,05 – для суглинков (а также для глин, супесей и пылеватых песков);

k₁ = 0,125 – для песчаных грунтов;

b₀ = 1 м, d₀ = 2 м.

R = 0,33(1+0,05

Уточняем размеры подошвы:

A = 1,1

b = ; l = 1,2*3,08 = 3,69 м < 3 м

Оставляем такие же размеры l = 3,3 м; b = 3,10 м

А = 3*3,10 = 10,23 м²; W =

При принятых размерах подошвы фундамента нормативное давление на грунт составит:

R = 0,33(1+0,05 , то есть остается без изменения

Устанавливаем размеры фундамента

Высота фундамента Н_ф = 1,15 м. Размеры стакана в плане – рис. 10:

l_u,c = 1,7 м; b_u,c = 1,1 м (на 0,6 м больше соответствующих размеров поперечного сечения колонны).

Толщина стенки стакана по верху d_h = 0,3 м

Вынос подошвы фундамента за грань стакана:

c₂ = – поэтому устраиваем вторую ступень высотой h_f,2 = 0,3 м. При этом высота стакана h_u,c = ; вылет верхней ступени принимаем с = с₂ – с₁ = 600 – 400 = 200 мм (0,2 м) – рис. 10.