Р исунок 9 - Конструкция стыка колонны

4.5 Расчет колонны в стадии транспортирования и монтажа

Элементы сборных конструкций при подъеме, транспортировании и монтаже испытывают нагрузку от собственной массы. При этом расчетные схемы элементов могут существенно отличаться от расчетных схем в проектном положении. Сечение элемента, запроектированное на восприятие усилий в проектном положении, в процессе транспортирования и монтажа в ряде случаев может оказаться недостаточным. В связи с этим необходимо расчетные схемы элементов назначать так, чтобы усилия, развивающиеся при транспортировании и монтаже, были, возможно, меньшими. Для этого надо устанавливать соответствующее расположение строповочных отверстий и мест опирания колонны в период транспортирования. Расчетные схемы для элемента сборной колонны и эпюры изгибающих моментов приведены на рис. 9

Расчет производится на собственный вес элемента, вводя коэффициент динамичности при транспортировании – 1,6 и при монтаже – 1,4 при этом коэффициент надежности по нагрузке γ_f=1.

Рисунок 9 – Расчетные схемы колонны:

а – в стадии транспортирования;

б – в стадии монтажа

Общая длина колонны 1-го этажа составит 4,0+0,6+0,15+0,8=5,55м.

м , м м , м

g_транс=1,6·b·h·ρ_жб=1,6·0,6·0,6·25=14,4 кН/м

кНм

кНм

g_монт=1,4·b·h·ρ_жб =1,4·0,6·0,6·25=12,6 кН/м

кНм

кНм

Момент воспринимаемый сечением:

М_ult = R_s·A_s·(h_o – 0,5·x)= 270*1256*(645 – 0,5·66,49)=207,46кНм > 27,31 кНм

Прочность сечения обеспечена.

5 Расчёт трёхступенчатого центрально-нагруженного фундамента

Фундамент для колонны принимаем сборный, стаканного типа.

Продольные усилия колонны 1^го этажа:

_{Бетон В15: Rb=8,5 МПа;}

_{Rbt=0,75 МПа.}

Условное расчетное сопротивление грунта:

Арматуру класса А300, .

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах .

Верхний обрез фундамента на отметке -0,15 м.

Высоту фундамента предварительно принимаем равной Н=1,2 м.

Тогда глубина заложения:

_{Размер стороны квадратного фундамента}

Принимаем a=b=4 м.

Давление на грунт от расчетной нагрузки:

Определяем рабочую высоту фундамента из условия продавливания:

Полную высоту фундамента устанавливаем из условий:

1) Из условия продавливания Н≥0,75+0,05=0,8 м

2. Из условия заделки колонны в фундамент

3). Из условия анкеровки сжатой арматуры в бетон фундамента. Для класса бетона В15 и арматуры А300 длина анкеровки равно 30d.

где высота сечения колонны;

высота фундамента от подошвы до дна стакана;

требуемый зазор между торцом колонны и дном стакана.

Принимаем Н=1,2 м.

Высота ступеней: h₁=0,30 м; h₂=0,45 м; h₃=0,45.

Тогда h_g=0,4 м.

Рисунок 11- Конструкция отдельного фундамента

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении III-III.

Для единицы ширины этого сечения b=1,0 м; h_o=1,2-0,05=1,15 м.

Находим Q₂

Q₂=0,5·R_b·h_o2·b=0,5·0,75·10⁶·0,25·1=167,34кН>Q₁→условие выполняется.

Проверку фундамента по прочности на продавливание колонной дна стакана производим из условия:

F – расчетная продавливающая сила, определяющаяся по формуле:

U_m – среднее арифметическое периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания колонной от дна стакана

- условие удовлетворяется.

Проверку прочности фундамента на раскалывание проводим из условия:

где - коэффициент трения бетона по бетону;

- коэффициент условия работы фундамента в грунте

– площадь вертикального сечения фундамента в плоскости, проходящей по оси сечения колонны, за вычетом площади стакана.

- условие выполняется.

Прочность фундамента считается обеспеченной, если удовлетворяется хотя бы одно из условий на продавливание или раскалывание.

Армирование фундамента по подошве определяем расчетом на изгиб по сечениям, нормальным к продольной оси по граням ступеней и грани колонны, как для консольных балок.

Расчет на изгибающие моменты в сечениях, проходящих по грани 1-2 (III-III), 2-3 (II-II), 3 (I-I), вычисляем по формулам:

Площадь сечения арматуры:

Из трех значений выбираем большее и по сортаменту производим подбор арматуры в виде сетки. Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 18Ø20А300 c с шагом s=0,16 м .

Список использованных источников:

1. СП 52-102–2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. – М., 2004.

2. СП 28.13330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.

3. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.

4. Байков, В.Н. Железобетонные конструкции / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. – М.: Стройиздат, 1991.

5. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102–2004) / Науч.-исслед., проектно-конструкт. и технолог. ин-т бетона и железобетона. – М., 2005.

6. ГОСТ 21.503–80*. Конструкции бетонные и железобетонные. Рабочие чертежи. – М., 1981.

7. ГОСТ Р 21.501–93. СПДС. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей. – М., 1993.

8. ГОСТ 21.401–97. СПДС. Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам. – М., 1997.

9. ГОСТ 2.105–95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. – Минск, 1995.