Исходные данные:
бетон класса В30; Rb=17 МПа;
арматура продольная класса А400С, Rs=365 МПа;
арматура поперечная класса А240С;
высота этажа Нэт=4,2 м;
Выбор расчётной схемы
Закрепление колоны первого этажа при вычислении расчётной длины и коэффициента продольного отгиба φ принимают шарнирно-неподвижным на уровне перекрытия и защемлённой в соединении с фундаментом.
Вычисление усилий в колоне первого этажа
Нагрузка на колону передаётся от главных балок с учётом их нераздельности. Постоянная нагрузка составляется с собственного веса элементов перекрытия и веса колон. Временная нагрузка вычисляется из условия технологического процесса и принимается в соответствии к заданию на курсовой проект.
Собираем грузовую площадь на колону:
Агр=6×6=36 м2
Расчётная длина колоны
L01=hэт+0,15=4,2+0,15=4,35 м; L02= L03= L04=4,2 м.
Сечение колоны принимаем 400×400 мм
Вычисление нагрузок на колону
Вес колон 1-й этаж
G1c =acol*bcol*l01 *ρ*yfm=0.4*0.4*4.35*25000*1.1=17.4 кН
2-ой этаж
G2c….. G4c=0.4*0.4*4.2*25000*1.1=14.4+3*16.8=16.8 кН
Общий вес колон
Gc=Σ Gnc= G1c+(n-1)* G2c=17.4+3*16.8=67.8 кН/
Расчётные нагрузки.
1.от веса покрытия
Gпок=gпок*Агр=4,07*36=146,52 кН
2.от веса всех перекрытий
Gпок=gпер*Агр*(n-1)=3,08*36*3=332,64 кН
3.от веса второстепенных балок
Gвт.бал.=n(bвт.бал.*lвт.б.*3*γfm)=4(0.35*0.18*6*25*3)=113.4 кН
4.от веса главных балок
Gгл.бал=4(0,5*0,25*6*25)=75кН
Итого:
G=ΣG=67.58+146.52+332.64+113.4+75=735.14 кН
Кратковременная нагрузка
P=4*36+0.7*36=169.2 кН
Полная нагрузка:
Ntot=G+P=735,14+169,2=904,34 кН
Площадь поперечной арматуры при φ= 0,9
As.tot=((Ntot/φ)-Rb*acol*bcol))/Rsc=((90434/0.9)-1700*40*40)/36500= -71.76 см2.
Армирование принимаем конструктивно:
Продольную арматуру колоны колонн на всех этажах принимаем 4Ø16А400С2.
Поперечную арматуру принимаем конструктивно, из условия свариваемости Ø6. Шаг поперечных стержней назначаем в пределах:
S≤(15…20)d и S = 200
Расчёт и конструирование фундамента
Исходные данные:
Бетон класса В20 Rb=11.5 МПа, Rbt=0.9 МПа
Арматура класса А400С, Rs=365 МПа
Расчётное сопротивление грунта R0=0.2 МПа
Глубина сезонного промерзания грунта Hr=0.63см
Вычисление размеров подошвы фундамента
Плаща подошвы фундамента вычисляется по формуле:
Где Nn=Ntot/1.1=904.34/1.1=822.13 кН продольное усилие по второй группе предельных состояний передаваемое фундаменту колонной;
γm =20 кН/м3 средний вес единицы объема фундамента и грунта над ним;
H1=mzHr=0.7×0.9=0.63 см глубина заложения фундамента.
Таким образом:
Af=822.13*103/(0.2-0.02*0.63)*106=4.39 м2
Размеры подошвы фундамента в плане принимаются кратными 30см
af=bf= 
Принятые размеры af=bf=2,1 м Af=af*bf=4.41м2
Вычисление высоты фундамента
Рабочая высота разреза плитной части фундамента вычисляется из условия продавливания по формуле:
Где N= 904,34 kH продольное усилие, которое действует с коэффициентом надёжности по нагрузке γm>1;
Давление на грунт под подошвой фундамента от действия продольного расчётного усилия вычисляется по формуле:
P=N/Af=904.34/4.41=205.07 кН/м2=0,20507 МПа
Таким образом
H0=0.5* 
=0.452329315-0.2=0.252 м.
Полная высота фундамента при наличии бетонной подготовки вычисляется по формуле:
Н=Н0+а =25+3,5=28,5 см
Оптимальную высоту фундамента, исходя уз условия конструирования
Нmin=bcol+25=30+20=55см, принимаем Н=60 см выполняет его двухступенчатых с высотой ступеней по 30см
Вычисление изгибающих моментов
В разрезе 1-1
M1=0.125*p*(af-acol)2*bf=0.125*0.205(210-40)2*210*102=15551812.5 кН*см.
В разрезе 2-2
M1=0.125*p*(af-a1)2*bf=0.125*0.319(210-110)2*210*102=5381250 кН*см.