طراحی شالوده های منفرد گوشه

1) P_D+P_L+P_Ex

2) P_D+P_L+P_Ey

3) P_D+P_Ex

4) P_D+P_Ey

P=903.16 KN

M_x=-16.282 KN.m

M_y=-12.457 KN.m

بعلت وجود لنگرهای M_x  و M_y  بار P تحت برون محوریهای e_x=M_y/P=-13.79 mm و e_y=M_x/P=-18.03 mm خواهد بود, ولی چون مقادیر این برون محوریها نسبت به بعد ستون خیلی کوچکند و از آنها صرفنظر می شود.

حال با فرض اولیة 500 میلیمتر برای ضخامت پی, فشار خالص مجاز برای حمل بار محوری بدون ضریب برابر است با:

q_e=270-0.5×24=258 KN/m²

لازم A=903.16/258=3.5 m²

پس از یک شالوده مربع به ابعاد 2×2 متر استفاده می شود:

موجود A=2×2=4 m² > 3.5 m²

پس از اینکه سطح تماس شالوده بر اساس بارهای بهره برداری و تنش مجاز شالوده تعیین گشت, نوبت به طراحی سازه ای شالوده می رسد. در این حالت, بارهای بهره برداری در ضرایب بار مربوطه ضرب می گردد تا بارهای نهایی بدست آیند.

1) P_D+1.2P_L+1.2P_Ex

2) P_D+1.2P_L+1.2P_Ey

3) 0.85P_D+1.2P_Ex

4) 0.85P_D+1.2P_Ey

بحرانی ترین بارهای ضریبدار برای ستونهای گوشه

P_u=955.61 KN

که تحت بارگذاری اول(P_D+1.2P_L+1.2P_Ex) حاصل شده است.

برای طراحی شالوده, تنش فشاری تماسی مجدداً برای ترکیبات بارهای نهایی محاسبه می شوند:

q_u=955.61/(2×2)=238.9 KN/m²

انتخاب ارتفاع شالوده

ارتفاع شالوده بر مبنای احتیاجات برش سوراخ کننده تعیین می گردد:

V_c=0.4?_c?f_cb₀d=V_u

که در رابطة فوقb₀   محیط بحرانی در فاصلة d/2 از محیط خارجی ستون می باشد. با توجه به اینکه بعد ستونهای گوشه برابر با 400 میلیمتر است,

V_c=0.4×0.6×5×(4×400+4d)d=903.16×10³

àd=278 mm

, پوشش=75 mm

با توجه به عدد فوق, ارتفاع کل شالوده مساوی 360 میلیمتر انتخاب می شود که با فرض 75 میلیمتر برای پوشش بتن, d متوسط حدود 285 میلیمتر بدست می آید. باید توجه نمود که در محاسبات, مقدار V_u مساوی کل بار وارد بر شالوده منظور شده است که از این مقدار می توان فشار محصور در داخل محیط بحرانی b₀  را کسر نمود.

کنتترل ارتفاع شالوده برای طول گیرایی میلگرد ریشة ستون در فشار

برای هر میلگرد ستون, یک میلگرد ریشه با همان قطر یعنی نمرة 14 استفاده می شود که عمق شالوده برای تامین طول مهاری فشاری آن باید کافی باشد.

l_d=?₁ ?₂×(d_bf_y/4?f_c)=1×1×14×400/(4×5)=280 mm < ارتفاع شالوده

کنترل برش خمشی در مقطعی بفاصلة d از لبة ستون

V_u=2×0.515×238.9=246.07 KN

V_c=0.2?_c?f_cbd=0.2×0.6×5×2000×285×10^-3=342 KN > 246.07

محاسبة سطح مقطع میلگرد کششی

M_u=2×238.9×0.8²/2=152.9 KN.m

f_c=25 MPa      ,      f_y=400 MPa

کنترل میلگرد حرارتی حداقل دالی:(?=0.0018)

A_s=0.0018×2000×360=1296 mm² < 1641 mm²

کنترل حداقل میلگرد تیری:

A_s=1.4/400×2000×285=1995 mm² > 1641 mm² à A_s=1995 mm²

بنابراین در هر امتداد از 8 میلگرد آجدار نمرة 18 استفاده می شود:

A_s=8×254.5=2035 mm²

کنترل طول گیرایی در کشش

f_b=?₁?₂(0.65?f_c)=1×1.25×(0.65×5)=4.063 N/mm²

l_db=d_b(f_y/4f_b)=18×400/(4×4.063)=443 mm < 800 mm

ملاحظه می شود که مقدار فوق(طول گیرایی لازم) کمتر از فاصلة مقطع بحرانی(لبة ستون) از لبة شالوده است, یعنی طول گیرایی برای کشش کافی است.

¤ نویسنده:قدرتی