2. Подбор сечения арматуры
Характеристики прочности бетона и арматуры СП52-101-2003:
Бетон - тяжелый, класс по прочности на сжатие В15
- призменная прочность на сжатие;
-
сопротивление бетона на осевое растяжение;
- модуль упругости при сжатии и растяжении;
Арматура:
А400
-
сопротивление арматуры растяжению
(сжатию).
Определяем расчетную длину колонны с учетом закрепления концов колонны:
- для элементов с шарнирным несмещаемым опиранием на одном конце и на другом конце с жесткой заделкой (п. 6.2.18 в (СП52-101-2003)
, где
-
длина колонны.
Учитывая, что в нашем случае монолитный
фундамент заглублен на
,
принимаем расчетную длину колонны
При
этом гибкость -
,
т.е. учет прогиба обязателен.
Расчет прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов с арматурой, расположенной у противоположной плоскости изгиба сторон сечения, при эксцентриситете продольной силы
и
гибкости -
допускается проводить из условия (п.
6.2.17 , ф-ла 6.27 (СП52-101-2003):
,
где
-
предельное значение продольной силы,
которую может воспринять элемент;
-
полная нагрузка на колонну.
Условие выполняется, следовательно, расчет колонны на действие продольной силы с эксцентриситетом согласно (п. 6.2.17 (СП52-101-2003)
формуле 6.27.
,
где
- коэффициент, принимаемый при длительном
действии нагрузки в зависимости от
гибкости;
- площадь продольной рабочей арматуры
в сечении.
Из
табл.3.5 и 3.6 при
и гибкости
,
предполагая отсутствие промежуточных
стержней при
находим
;
.
Принимаем в первом приближении
по
формуле
Отсюда
уточняем значение , вычислив его по формуле .
Аналогично
определяем
Полученное
значение
близко к принятому в первом приближении,
суммарную площадь сечения арматуры
принимаем равной.
.
Проверяем процент армирования
Защитный слой принимаем
(не менее диаметра продольной арматуры,
20 мм при нормальной влажности и 25 мм
при повышенной влажности).
Вывод:
Окончательно принимаем
Поперечное армирование
Поперечные стержни ставим по конструктивным требованиям, без расчета.
Диаметр поперечных стержней (хомутов) в сварных каркасах принимаем из условия сварки с наибольшим диаметром рабочей арматуры.
Поперечные стержни устанавливаем
с целью предотвращения выпучивания
продольной арматуры с шагом не более
500 мм (
диаметр сжатой продольной арматуры).
Длина перепуска (без сварки) должна быть
не менее
и не менее 250 мм.
Расстояние между хомутами в местах
стыковки рабочей арматуры внахлестку
без сварки должны составлять не более
.
Вывод: Принимаем поперечные стержни диаметром – 8 мм А240; шаг хомутов –440 мм; длину перепуска –880 мм; расстояние между хомутами в местах стыковки рабочей арматуры – 220 мм.
Конструктивные требования
Геометрические размеры конструкций
(п.5.3 СП 52-101-2003) – внецентренно сжатых
элементов для обеспечения жесткости
следует принимать таким образом, чтобы
их гибкость в любом направлении не
превышала
(при
).
Защитный слой бетона (п.8.3.2 СП 52-101-2003) принимать не менее диаметра стержня рабочей арматуры и он не должен превышать 50 мм.
20 мм при нормальной влажности;
25 мм при повышенной влажности.
Для конструкционной арматуры защитный слой может быть уменьшен на 5 мм.
Продольное армирование
Минимальное расстояние между стержнями арматуры (п.8.3.3 СП 52-101-2003) в свету не менее наибольшего диаметра, а также не менее для верхней –30 мм; для нижней арматуры – 25 мм, более чем в два ряда – 50 мм.
В ж.б. линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры (п. 8.3.6 СП 52-101-2003) должны быть не более:
- в железобетонных колоннах:
400 мм – в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба:
500 мм – в направлении плоскости изгиба.
Поперечное армирование (п. 8.3.12 СП
52-101-2003), при наличии по расчету сжатой
продольной арматуры с целью предотвращения
выпучивания продольной арматуры следует
устанавливать поперечную арматуру с
шагом не более
и
не более 500 мм (
диаметр
сжатой продольной арматуры).
Если насыщение сжатой продольной
арматурой, устанавливаемой у одной из
граней элемента, более 1,5%, поперечную
арматуру следует устанавливать с шагом
не более
и
не более 300 мм.
Конструкция хомутов (п. 8.3.13 СП 52-101-2003) При ширине грани не более 400 мм и числа продольных стержней у грани не более 4 допускается обхват всех продольных стержней одним хомутом.
Диаметр поперечных стержней (хомутов) в сварных каркасах принимается не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром рабочей арматуры (п. 8.3.10 СП 52-101-2003)
Соединения арматуры (п. 8.3.27 СП 52-101-2003) внахлестку (без сварки) применяют при стыковании стержней с диаметром рабочей арматуры не более . Длина перепуска должна быть не менее , не менее
и не менее 250 мм.
Расстояние между хомутами в местах стыковки рабочей арматуры внахлестки без сварки должны составлять не более .
Анкеровка арматуры Базовая длина анкеровки определяется по формуле и принимается не менее , а также не менее и не менее 200 мм (п. 8.3.22 и 8.3.23 СП 52-101-2003).
Соединения арматуры (п. 8.3.27 СП 52-101-2003) внахлестку (без сварки) применяют при стыковании стержней с диаметром рабочей арматуры не более . Длина перепуска должна быть не менее , не менее
и не менее 250 мм.
Гибкую рабочую продольную арматуру в колоннах со случайными эксцентриситетами размещают равномерно по периметру нормального сечения с обязательной постановкой стержней в углах. Армирование может быть симметричным и несимметричным.