В соответствии с заданием требуется спроектировать трехэтажное здание промышленного типа с размерами в плане между внутренними гранями стен L=33 м, В=27 м. Стены кирпичные несущие толщиной 510 мм. Привязка разбивочных осей стен принята равной 120 мм.
Оконные проемы в здании приняты шириной 3 м и высотой 1,2 м. Высота этажей между отметками чистого пола hэт=3,9 м. Нормативная нагрузка на всех междуэтажных перекрытиях vn=4,8 кН/м2, в том числе кратковременная vshn=1,5 кН/м2.
Междуэтажные железобетонные перекрытия опираются на наружные кирпичные стены и внутренние железобетонные колонны. Главные балки для придания сооружению большей жесткости расположены вдоль здания. Кровельное покрытие опирается только на наружные стены. В качестве несущих элементов покрытия используются сборные железобетонные фермы или балки. Промежуточные колонны доводятся только до междуэтажного перекрытия второго этажа.
Классы бетона и арматуры выбираются проектировщиком в соответствии с действующими нормативными документами.
Состав пола на междуэтажных перекрытиях и на первом этаже принимается типовым в зависимости от назначения помещения и характера технологии производства в нем.
При рекомендуемой величине пролетов второстепенных балок от 5,0 до 7,0 м и главных балок — от 6,0 до 8,0 м в зависимости от интенсивности временной нагрузки на заданной длине здания в свету L=33 м и ширине В=27 м принимаю 5 пролетов второстепенных балок по 5400 мм каждый и 5 пролетов главных балок по 6600 мм каждый. При рекомендуемом шаге второстепенных балок от 1,8 до 2,5 м принимаю шаг 2,2 м.
Разбивка сетки колонн представлена на эскизе, выполненном на миллиметровой бумаге.
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Исходные данные.
Район: Московская область город Орел,
Режим: нормальный .
Таблица №1.
городТемпература наружного воздуха, град. ЦельсияСреднегодоваяНаиболее холодной пятидневкиМаксимальная наиболее жаркого периодаМаксимальная Наиболее холодного периодаОрёл (Москва) 3,8-3023,7-15
2.1 Расчёт наружной стены промышленного здания
Требуемое сопротивление теплопередаче.
, вычисляемой по формуле:
Стены и безкаркасные здания
... здания, как стены. Цель данного реферата, описание основных типов стен, их преимуществ и недостатков. 1. СТЕНЫ стена отделка бескаркасный архитектурный Стенам ... железобетонные. Кроме того, стены могут быть деревянными, из асбестоцементных или стальных листов. 1.1 ДЕРЕВЯННЫЕ СТЕНЫ Деревянные стены ... (колонны, балки, ригели, фермы, стены, перекрытия) воспринимают нагрузки, возникающие в здании и ...
(*) где
- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции;
- расчетная температура воздуха внутри помещения ( );
— минимальная температура наружного воздуха ();
фундамент колонна здание железобетонный
n — коэффициент, учитывающий расположение ограждающей конструкции, принимается по таблице СниП -3-79 (принимаем для наружных стен, кровли, полов над проездами n=1 );
— коэффициент теплопередачи, зависит от гладкости внутренней поверхности стен и потолков и принимает значения согласно СниП (для стен, полов, гладких потолков );
— коэффициент теплоотдачи, определяется по СниП (для наружных стен и перекрытий над проездами);
— нормативный температурный перепад между между температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, принимается по СниП (исходя из условии «промышленные здания с нормальным режимом» принимаем );
R — термическое сопротивление материала конструкции, определяется по формуле
, где
— толщина итого слоя, -теплопроводность для нормального режима и нормального климата, т.е. режим А: — количество слоёв.
, выведем из формулы (*) толщину материалов наружной стены:
- толщина наружной стены, отсюда,
Из сортамента строительных материалов выбираем кирпич глиняный в качестве материала стены, тогда
Теплотехнические характеристики кирпича глиняного полнотелого.
Таблица № 1.
Объемный вес, Теплоусвоение S, Вт/ (м2*0С) Теплопроводность ?, 18007,860,6
Подставляем эти значения в формулу (**):
Тогда толщина кладки (Она состоит из двух кирпичей по 250 мм, а также цементного слоя толщиной 10 мм) должна быть: =3
, что больше расчётного.
Вывод:
в качестве несущей стены принимаю кирпичную кладку в два полнотелых глиняных кирпича кирпича (объемный вес, ), на цементно-известковом растворе, т.к. такие растворы имеют хорошие прочностные характеристики, высокую морозостойкость и огнестойкость, относительно хорошо раскладываются на месте.
Состав раствора: 1: 0,2: 5 (цемент: известь: мелкий заполнитель).
Проверка.
- условие по теплопередаче ограждающей конструкции соблюдено, следовательно расчёт верен.
Тепловая инерция:
, где
- термическое сопротивление i-ого слоя.
S 1=7,86 — теплоусвоение, Вт/ (м2*0С); ?1=0,25 — толщина слоя из кирпича слоя, м; ?1=0,6 — теплопроводность кирпича, Вт/ (м*0С).
2.2 Расчёт покрытия кровли промышленного здания
Требуемое сопротивление теплопередаче.
Расчет ограждающих и несущих конструкций кровли
... СНиП 2.01.07-85*: при пролётах при пролёте при пролёте Запас по прочности составляет 6.8%. 2. Пример расчета ограждающих и несущих конструкций кровли. Разрезной прогон (холодная кровля) ... максимальный изгибающий момент; W - момент сопротивления ; Rи - расчетное сопротивление древесины изгибу; mн =1.2- коэффициент, ... 4. Утеплитель ROCKWOOL Light MAT кг/м3 толщиной 150 мм 0.3*0.15=0.045 1.2 0.054 5. ...
, вычисляемой по формуле:
где
— сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции; — расчетная температура воздуха внутри помещения (); — минимальная температура наружного воздуха (); n — коэффициент, учитывающий расположение ограждающей конструкции, принимается по таблице СниП -3-79 (принимаем для кровли n=1 ); — коэффициент теплопередачи, зависит от гладкости внутренней поверхности стен и потолков и принимает значения согласно СниП (гладких потолков ); — коэффициент теплоотдачи, определяется по СниП (для кровли ); — нормативный температурный перепад между между температурой воздуха в помещении и температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, принимается по СниП (исходя из условии «промышленные здания с нормальным режимом» принимаем ); R — термическое сопротивление материала конструкции, определяется по формуле
где
- толщина итого слоя,
- теплопроводность для нормального режима и нормального климата, т.е. режим А:
, выведем из формулы (*) толщину материалов кровли:
- толщина утеплителя, отсюда,
Для утепления кровли применяем минераловату-маты, а для гидроизоляции — три слоя рубероида по битумной основе общей толщиной 15 мм.
Теплотехнические характеристики материалов утепления кровли.
Таблица № 2.
Материал. Объемный вес, Теплоусвоение S, Вт/ (м2*0С) Теплопроводность ?, Минераловата-маты750,460,05Битум14005,790,23Руберойд6003,060,15
Тогда,
- минераловата-маты при плотности .
В качестве гидроизоляции:
— рубероид при плотности и -битум при плотности . Отсюда найдём среднее значение теплопроводности для гидроизоляции: .
Подставляем эти значения в формулу (**):
Округляем полученное значение до величины, кратной 50 мм. Тогда, толщина слоя минераловаты должна быть не меньше 0,05 м
Проверка.
- условие по теплопередаче ограждающей конструкции соблюдено, следовательно, расчёт верен.
Тепловая инерция:
, где
- термическое сопротивление i-ого слоя.
1 = 0,46 — теплоусвоение минераловаты, Вт/ (м2*0С);
2= 4,425 — среднее теплоусвоение рубероида и битума, Вт/ (м2*0С);
1= 0,05 — толщина минераловатного слоя, м;
2= 0,015 — толщина трех слоев рубероида по битумной основе, м.
1= 0,05 — теплопроводность минераловаты, Вт/ (м*0С;
Технико-экономическое сравнение вариантов усиления железобетонных ...
... Отдельно можно выделить способ усиления железобетонных конструкций с применение композитных ... ширина b = 350 мм; ѕ толщина tf = 1,2 мм; ѕ количество слоев, n = 2; ѕ растянутая арматура ... Вариант 1. Усиление ригеля междуэтажного перекрытия с помощью ... усиления Усиление стекло-плас-тиком Усиление жёсткой опорой с дополни-тельны-ми затяж-ками Усиление балки подведе-нием упругой опоры Усиление балки ...
2= 0,19 — средняя теплопроводность рубероида и битума, Вт/ (м*0С).
, тогда,
Вывод: для утепления кровли применяем минераловату-маты, а для гидроизоляции — три слоя рубероида по битумной основе общей толщиной 15 мм.
В качестве заполнения оконных проемов выбираем остекление двойное в металлических рамах.
3. Сбор нагрузок и статический расчет прочности панели, перекрытия, колонны нижнего этажа и фундамента под железобетонную колонну
3.1 Компоновка балочного перекрытия и назначение основных размеров элементов
- Главные балки располагаю вдоль здания:
1 = l2=l3=l4=l5 =6600 мм;
Б) высоту поперечного сечения балки предварительно назначаю исходя из соотношения:
В) ширина главных балок:
Г) число главных балок:
Д) согласно сортаменту (в методичке прил.1) принимаю сечение главной балки:
. Второстепенные балки располагаю поперек здания, они опираются на главные балки:
1= l2=l3= l4= l5=5400 мм;
Б) высоту поперечного сечения второстепенной балки предварительно назначаю исходя из соотношения:
В) ширина второстепенных балок:
Г) число второстепенных балок:
Д) согласно сортаменту (в методичке прил.1) принимаю сечение главной балки:
е) Шаг второстепенных балок принимаю:
l 1=l2=l3=l4=l5= … = l11= l13=l14=l15=2200 мм =2,2 м.
За расчетные пролеты плиты принимаем: в средних пролетах — расстояния в свету между гранями главных балок, а в крайних — расстояния от граней главных балок до середины площадок опирания плиты на стену.
3 =120 мм, получим
3=120 мм
3.2 Расчет плиты перекрытия
? = 0,08 м и бетонного пола ? = 0,025 м.
Статический расчет.
Назначаем расчетную схему и подсчитываем нагрузки:
при расчете перекрытия выделяем выделяем (перпендикулярно второстепенным балкам) полосу шириной 1 м, которая и рассматривается как многопролетная нарезная балка, несущая постоянную и временную нагрузки.
Постоянная нагрузка.
Постоянная нагрузка в большинстве случаев бывает равномерно распределенной, а временная (полезная) может быть распределенной по любому закону или сосредоточенной.
Постоянная нагрузка состоит из веса плиты и веса пола:
Фундаментные балки
... здание состоит из следующих конструктивных элементов: столбчатые, монолитные фундаментные блоки, железобетонные фундаментные балки, стальные колонны сварные, стальные подкрановые балки сварные, стропильные балки, ... сочетании с несколькими зданиями, создавая при этом комплекс. Промышленные здания могут быть ... это подземная часть здания, которая воспринимает все нагрузки от здания и передает их ...
вес плиты толщиной 80 мм при плотности 2500 кг/м 3
вес пола из цементного раствора с затиркой при толщине стяжки 2,5 см и плотности 2200 кг/м 3 и покрытый сверху не утепленным линолеумом «Классик», «елка» шир. 2м (Колпино), стоимостью от рулона за 1 кв. метр 71 рубль:
Тогда,
;
Вычисленные нагрузки представим в виде таблицы.
Таблица 1.
НагрузкаНормативная нагрузка, Н/м 2Коэффициент надежностиРасчетная нагрузка, Н/м2Постоянная1. Собственный вес плиты20001,122002. Собственный вес пола5701,2684Полная2884Временная (нормативная) 1. длительная 2. кратковременная 4800 1500 1,2 1,4 5760 2100Полная5760Всего Q в расчёте на метр погонный8624 Н/м
3.3 Определение расчетных размеров пролетов плиты
Толщина плиты монолитного перекрытия здания h f=70 мм. Т.о., в общем случае панель плиты перекрытия опирается по двум сторонам контура на главные балки, а по двум другим — на второстепенные. Размер длинной стороны такой плиты соответствует пролету второстепенной балки, размер короткой стороны — шагу второстепенных балок. Т.к. , то такая плита работает, главным образом, в коротком направлении. Такие плиты наз. балочными плитами — их расчет с достаточной степенью точности можно свести к расчету балки с пролетом .
3.4 Расчет изгибающих моментов
Вырежем из монолитного перекрытия полосу шириной 1 метр и рассчитаем её как балку на 15 опорах, где опорами служат: по краям несущие стены, в центре — второстепенные балки. На рис.1 показана расчетная схема монолитной плиты перекрытия.
Величины расчетных изгибающих моментов в неразрезной балочной плите определяются с учетом перераспределения усилий вследствие пластических деформаций бетона и арматуры по формулам:
в крайних пролетах
- СЕЧЕНИЕ 1
в средних пролетах и над средними опорами
- СЕЧЕНИЕ 3
на второй и предпоследней опоре при армировании отдельными стержнями
СЕЧЕНИЕ 2 (2)
Армирование плиты перекрытия.
Для монолитного железобетонного перекрытия принимаем бетон проектного класса по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы
b =0,9*14,5=13,05 МПа;
b=30000 МПа; Rbt=0,9*1,05=0,945 МПа.
Определение площади арматуры в расчетных сечениях.
3.5 Пример расчета для крайних пролетов второстепенных балок
по наибольшему изгибающему моменту:
— ширина плиты = 1м
= 80-15 = 65 мм — рабочая высота полки
а — толщина защитного слоя
b — прочность бетона на сжатие.
из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,965
Площадь арматуры для А-I (при армировании отдельными стержнями):
Расчет и конструирование железобетонной балки монолитного перекрытия
... достаточна. Определение мест возможного обрыва рабочей арматуры /Построение эпюры материала/ В балке установлена рабочая арматура А S , в соответствии с ... (1/20-1/40) L; L=a= 2,4m=2400mm 1/20*2400= 120mm 1/40*2400=60mm Для монолитных плит перекрытий рекомендуемый сортамент толщин (h f ): временной расчётной ... Перегородки P n =0,8кП - 0,8 1,2 0.96 1.6 Ж/Б плита t =0,08 м, Y =25 кН/м 3 0,07*25 1.75 ...
см , где
=225 МПа — прочность арматуры А-I на сжатие для диаметра 6 мм.
3.6 Пример расчета для второго и предпоследнего пролетов второстепенных балок
по наибольшему изгибающему моменту:
из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,975
Площадь арматуры для А-I:
см
3.7 Пример расчета для средних пролетов второстепенных балок
по наибольшему изгибающему моменту:
из таблицы [1] «Приложение 4» для выбираем = 0,985. Площадь арматуры для А-I:
см
Минимальный диаметр арматуры при армировании отдельными стержнями должен быть не менее 6 мм, а число распределительной арматуры — не менее 4 шт.
Таблица №2.
СечениеM кН*м , ммA0 ?AS см2Диаметр Стержня ммКоличество Стержней штAS ФАКТИЧ см213,6665 0,0770,962,66102,832 (1) 0,0480,9752,03682,263-2,90,030,9851,32651,42
3.7 Проверка по проценту армирования
? 0=0,6÷0,9%. [методичка]
Процент армирования вычисляются из следующей зависимости:
=, где
— площадь арматуры в крайнем пролете , м2
— площадь бетона (при рабочей высоте плиты 65 мм), м2
?=
Следовательно, минимальный процент армирования не соблюден, т.е. количество арматуры на метр длины в плите нуждается в корректировке!
Тогда,
Таблица №3.
СечениеM кН*м , ммПролет вт. б., мAS см2Диаметр Стержня МмКоличество Стержней штШаг установки арматуры, мAS ФАКТИЧ см213,66 65 5,3752,66270,27,6412 (1) 5,12,036260,27,3453-2,95,11,326260,27,345
Т.к. плита имеет толщину менее 15 мм, т на 1 м должно приходиться не менее 5 стержней арматуры.
Рис. 2 Схема армирования монолитной плиты.
4. Расчет прочности второстепенной балки
4.1 Определение моментов и поперечных сил
Второстепенная балка, крайними опорами которой служат стена, а промежуточными — главные балки — работает и рассчитывается как неразрезная многопролетная конструкция.
Расчетные средние пролеты исчисляются как расстояния в свету между гранями главных балок, а за расчетные крайние пролеты принимаются расстояния между гранями главных балок и серединами площадок опирания на стены.
При ширине ребер главных балок (ориентировочно) 300 мм и глубине заделки второстепенных балок в стены на 250 мм
Определение нагрузки действующей на второстепенную балку:
Принимаю следующие размеры второстепенной балки: высота 500 см, ширина 200 см. Материал второстепенной балки — тяжёлый бетон класса B25 и рабочая арматура класса А-III.
Клеефанерная балка деревянные конструкции
... клеефанерных балок производят на изгиб с учетом совместной работы дощатых поясов и фанерных стенок. В двускатных балках переменной высоты сечения, где при равномерной нагрузке ... балки иногда выполняют армирование дощатоклееных балок. Дощатоклееные армированные балки представляют собой деревянные клееные балки, в которые вклеиваются стержни стальной арматуры. Рисунок 8 Дощатоклееная армированная балка ...
Нагрузка на второстепенные балки передается от плиты, причем при подсчете нагрузок неразрезностью плиты пренебрегают. Если на перекрытие действует равномерно распределенная нагрузка, то нагрузку на второстепенные балки также считают равномерно распределенной. Чтобы учесть упругое защемление второстепенных балок на опорах к постоянной нагрузке добавляют четверть временной. Таким образом, условные расчетные нагрузки [1, c.17]: расчетная нагрузка на погонный метр второстепенной балки, кН/м;
; [1] где
— вес 1 м второстепенной балки, где
к=1,3 — коэффициент перегрузки;
б=25 — объёмный вес бетона, кН/м3;
бал=0,1 — объём одного метра длинны второстепенной балки, м3/м;
, где
вт. бал. =0,5 — высота второстепенной балки без учета толщина плиты, м;
вт. бал. =0,2 — ширина второстепенной балки, м;
P вт. бал. =1,3*25*0,1 =3,25 кН/мпост=Рпл + Pпол =2200+684=2884 — постоянная нагрузка на второстепенную балку, Н/м2;
=2,2 — шаг установки второстепенных балок, м;
; (2,5)
Вычисленные нагрузки представим в виде таблицы.
Таблица №3.
-Нормативная нагрузка, Н/м 2Коэффициент надежностиРасчетная нагрузка, Н/м2Постоянная Собственный вес плиты20001,12200Собственный вес пола5701,2684Нормативная (длительная) 5760Вес второстепенной балки250001,33250 H/мВсего Q в расчёте на метр погонный плиты12763 Н/м
Расчетные изгибающие моменты и перерезывающие силы в неразрезных балках (табл.2 и табл.3) с равными или отличающимися не более чем на 10% пролетами (l ср/lкр=5,375/5,1=1,051,10) в соответствии с перераспределения усилий вследствие пластических деформаций определяются по таблицам для трехпролетной балки.
В случае действия на балку равномерно распределенной нагрузки:
где -табличные коэффициенты, учитывающие самые неблагоприятные условия, — принимаются в зависимости от значения отношения x/l (х — расстояние до рассматриваемого сечения, l — величина пролета) [1, c.18 и с.36 (прилож.2)].
Расчеты представляю в табличной форме:
Таблица №4.
x/lВлияние q Влияние p Расчетные моментыСечениеaMq, кH?мbxambnimMpmax, кH?мMpmin, кH?мMmax, кH?мMmin, кH?м10,20,0558920,70,0695-0,010519,1-2,939,717,820,40,077928,80,0989-0,021127,1-5,856,023,030,60,056821,00,0884-0,031624,3-8,745,312,340,8-0,0042-1,60,0381-0,042310,5-11,68,9-13,250,9-0,0497-18,40,0183-0,0685,0-18,7-13,4-37,061-0,1053-38,90,0144-0,11964,0-32,8-26,0-62,871,1-0,0576-19,20,014-0,07173,5-17,7-15,7-36,981,2-0,02-6,70,03-0,057,4-12,40,8-19,091,40,02538,40,0726-0,047417,9-11,726,4-3,3101,50,032810,90,0789-0,046119,5-11,430,4-0,5111,60,030510,20,0753-0,044718,6-11,028,8-0,9121,8-0,0042-1,40,0389-0,04329,6-10,78,2-12,1131,9-0,0366-12,20,028-0,06466,9-16,0-5,3-28,1142-0,0799-26,60,0323-0,11128,0-27,5-10,1-45,5152,1-0,0339-11,30,0293-0,06337,2-15,6-4,0-26,9162,20,00110,40,0416-0,040510,3-10,010,6-9,6172,40,041113,70,0895-0,038522,1-9,535,84,2182,50,046115,30,0855-0,039521,1-9,836,55,6
Рисунок этажное сопряжения балки компоновка балочной клетки
Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки. Рисунок 3 – Схема балочной клетки (усложненный вариант) Принимаем шаг вспомогательных балок, а значит и пролет балок настила a вб = lбн = 2,8 ... 3. Расчет балок настила и сравнение вариантов Таблица 1 – Расчет балок настила и сравнение вариантов Расчетные величины и формулы Результаты расчета Вариант 1 Вариант 2 Балка настила Вспомогательная балка ...
За расчетные моменты у опор принимают их максимальные значение по граням главных балок
Таблица №5.
x/lВлияние q Влияние p Расчетные поперечные силыСече- ниеgQq, кНsxamsnimQpmax, кНQpmin, кНQmax, кНQmin, кН10,20,39527,20,447-0,05322,8-2,750,024,520,40, 19513,40,273-0,07813,9-4,027,49,430,6-0,005-0,30,147-0,1527,5-7,87,2-8,140,8-0,105-7,20,102-0, 2075,2-10,6-2,0-17,850,9-0,405-27,90,026-0,4311,3-22,0-26,5-49,9 6 1-0,605-41,60,015-0,620,8-31,7-40,9-73,371,10,52634,30,598-0,07229,0-3,563,330,881,20,32621,30,414-0,08820,1-4,341,317,091,40,1268,20,27-0,14313,1-6,921,31,3101,50,0261,70,215-0,18810,4-9,112,1-7,4111,6-0,074-4,80,171-0,2458,3-11,93,5-16,7121,8-0,274-17,90,118-0,3925,7-19,0-12,2-36,9131,9-0,374-24,40,106-0,485,1-23,3-19,3-47,7142-0,474-30,90,103-0,5775,0-28,0-26,0-58,9152,10,532,60,591-0,09128,6-4,461,328,2162,20,319,60,406-0,10619,7-5,139,314,4172,40,16,50,26-0,1612,6-7,819,1-1,2182,500,00, 204-0, 2049,9-9,99,9-9,9
За расчетные поперечные силы у опор принимают их максимальные значение по граням главных балок:
- у опор 1,0.
- у опор 2,0.
4.2 Эпюра моментов, возникающих во второстепенной балке
Рис. 3 Расчетная схема второстепенной балки
Рис.4 Опалубочная схема второстепенной балки
3 =120 мм, получим
Результаты расчетов моментов приведены в таблице 3.
Таблица №6.
Пролет1-22-33-44-55-6Длина участка, мм53755100510051005375Расчетный момент М, кН*м56,030,436,530,456,0
4.3 Определение размеров сечения второстепенной балки
b=14,5 МПа;
E b=30000 МПа; Rbt=1,05 МПа. В качестве рабочей используем стержневую арматуру периодического профиля класса AIII с RS=365МПа. Поперечная арматура — класса АI с RS=255МПа.
Необходимую высоту балки определяем по максимальному опорному моменту, задавшись шириной ребра b=200 мм
Сварка балок и балочных конструкций
... привариваются после сварки поясных швов. В тех случаях, когда балка имеет большую высоту (например, при сборке элементов мостовых пролетных строений), ее стенка может составляться по ширине из нескольких ... сборку Н-образного сечения На рис. 3 показан кондуктор с винтовыми прижимами для сборки двутавровых балок. Основание выполнено в виде жесткой сварной рамной конструкции, состоящей из продольных ...
, принимаю для балки коэффициент армирования =1,2%
; тогда ([2] стр.30-31), A0=0,3 (1-0,5*0,3) =0,255
Следовательно, расчетная высота сечения:
Для армирования второстепенной балки, принимаю стержни А III, диаметром d=16 мм, тогда, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее диаметра арматуры. При ориентировочном диаметре стержней до 20 мм имеем:
Полная высота сечения при однорядном расположении стержней продольной арматуры
, ширину ребра b=200 мм.
4.4 Расчет продольной рабочей арматуры
В соответствии с эпюрами моментов плита, работающая совместно с балкой, в пролетах располагается в растянутой зоне, поэтому за расчетное принимается тавровое сечение с полкой в сжатой зоне.
В опорных сечениях плита расположена в сжатой зоне. Поэтому вблизи опор за расчетное принимается прямоугольное сечение.
/h=299/300=0,997 мм принимается равной:
, где
b-ширина второстепенной балки, мм.
расчетное сечение принимаем прямоугольным с шириной , а при — тавровым.
А) Расчет продольной арматуры в средних пролетах:
ср=36,5 кНм — максимальный изгибающий момент в среднем пролете;
— расчетная ширина полки;
мм — расчетная высота сечения второстепенной балки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 мПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной .
соответствует и .
, где
=365 МПа — прочность арматуры А-III на сжатие для диаметра 10-40 мм.
Ø14 AIII, при
Б) Расчет продольной арматуры в крайних пролетах:
Расчетная ширина полки в элементе таврового сечения:
— максимальный изгибающий момент в крайнем пролете;
— расчетная ширина полки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 МПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
- расчетная высота сечения второстепенной балки;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной полки
, где
соответствует и .
Ø14 AIII, при
Проверим условие:
— величина относительной высоты сжатой зоны;
R — предельная относительная высота сжатой зоны;
, где
Характеристика сжатой зоны бетона:
= a-0,008Rb=0,85-0,008*14,5=0,74
=0,85 для сжатого бетона;
s SR =RS=365 — напряжение в арматуре принимаемое для A-III диаметром 10-40 мм, МПа;
SC =500 — предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, МПа.
x<x R — условие выполняется для обоих выше представленных пролетов, следовательно принятая стержневая арматура в корректировке не нуждается.
В) Расчет продольной арматуры — опора «В»
Расчетная ширина полки в элементе таврового сечения:
ср =30,4 кНм — максимальный изгибающий момент в среднем пролете;
— расчетная ширина полки;
мм — расчетная высота сечения второстепенной балки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 мПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной .
соответствует и .
, где
=365 МПа — прочность арматуры А-III на сжатие для диаметра 10-40 мм.
Принимаю 2 Ø14 AIII, при —
Для крепления хомутов в пролетах балки, в верхней зоне принимаем конструктивно стержни класса AI d6.
.4 Расчет хомутов
, где
- максимальная перерезывающая сила;
- b-ширина ребра балки, b=200мм;
- рабочая высота;
- прочность бетона на растяжение
Условие выполняется, поэтому хомуты принимаем конструктивно с шагом 150мм, используя арматуру AI d6.
В балках высотой 150-300 мм хомуты, если они не требуются по расчету, должны быть поставлены у концов балки при равномерно распределенной нагрузке на длине, равной не менее1/4 пролета.
Расчет коэффициента А 0 приведен в таблице 4. Исходя из этих значений по таблице СНиП [2] выбираю коэффициент ?.
Таблица №7.
Участок 1-2Участок 2-3Участок 3-4Промежуточный табличный (расчетный) коэффициент А 00,03 (0,026) 0,01 (0,014) 0,02 (0,018) Коэффициент ? зависящий от А00,9850,9950,990
Расчетные значения площади поперечного сечения арматуры приведены в таблице 5
Таблица №8.
Участок 1-2Участок 2-3Участок 3-4Чисдо стержней арматура Ø14 АIII в пролете, шт. 323Площадь поперечного сечения арматуры Аs, см24,623,084,62
Армирование второстепенной балки в продольном направление осуществляю двумя стальными стержнями из стали А-III, диаметром 14 мм в среднем пролете и тремя стальными стержнями из стали А-III, диаметром 14 мм в крайних и вторых от края пролетах. Толщина защитного слоя равна 25 мм.
Рис.5 Схема армирования второстепенной балки.
Нагрузка выдерживаемая арматурой больше нагрузок возникающих в пролете и на опорах. Арматура выдержит. Принимаю арматуру из стали класса A-I, диаметром 6 мм и шагом расстановки h/2=150 мм на при опорной части, 3*h/4=225 мм в пролётной части.
5. Расчет прочности главной балки
Принимаю главную балку со следующими геометрическими размерами: высота 700 мм, ширина 300 мм. Для главной балки принимаю тяжёлый бетон класса B25 со следующими характеристиками: расчетное сопротивление сжатию R t=14,5 МПа, растяжению Rbt=1,05 Мпа. В качестве арматуры применяю стержни из стали А-II с расчётным сопротивлением растяжению Rsw=280 Мпа.
5.1 Определение нагрузки действующей на главную балку
Нагрузка на главную балку передается от второстепенных в виде в виде сосредоточенных сил P и G.
, где
G — постоянная нагрузка на главную балку, кН;
=35,64 — грузовая площадь, м 2;
пл — постоянная нагрузка от плиты:
=Qпост*S= 2,884*35,64=102,8 кН
— постоянная нагрузка от главной балки, кН;
, где
=6,6 — длина главной балки, м;
Вес главной балки:
, где
Объём главной балки, м 3:
, где
гл. бал. =0,7 — ориентировочная высота главной балки, м;
гл. бал. =0,3 — ориентировочная ширина главной балки, м;
к=1,3 — коэффициент перегрузки;
б=25 — объёмный вес бетона, кН/м3;
Тогда,
— постоянная нагрузка от второстепенной балки, кН;
, где
вт. бал. — вес второстепенной балки, кН/м;
вт. бал. =5400 — длина второстепенной балки, м;
, где
— площадь поперечного сечения второстепенной балки, м3, где hвт. бал. =0,3 — высота второстепенной балки, м;
вт. бал. =0,2 — ширина второстепенной балки, м. Тогда,
P — расчетная полезная нагрузка:
, где
р =5,76 — нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие, кН/м 2.
Полная нагрузка:
5.2 Определение моментов возникающих в главной балке и перерезывающих сил
Для расчета главных балок требуется построить огибающие эпюры моментов и поперечных сил. При равных пролетах главных балок для построения эпюры М и Q воспользуемся готовыми таблицами (прил.6) [1].
В случае действия на балку равномерно распределенной нагрузки и
, имеем:
3 =120 мм, получим
Изгибающие моменты.
Таблица №9.
Сече ние Влияние QВлияние рРасчетные моментыaMq, кH×мbxambnimMpmax, кH×мMpmin, кH×мMmax, кH×мMmin, кH×м1000,0000,00,00,00,020,330,24255,50,287-0,05396,2-64,9651,7190,630,660,146155,40,24-0,09331,4-129,8486,825,641-0,28-299,10,038-0,3252,5-440,4-246,7-739,651,330,07679,40, 205-0,13277,8-174,8357,2-95,461,660,099103,40,216-0,12292,7-158,5396,1-55,172-0,21-220,40,086-0,3116,5-402,4-103,9-622,982,330,123128,50,228-0,11308,9-142,3437,4-13,892,660,123128,50,228-0,11308,9-142,3437,4-13,8102-0,21-220,40,086-0,3116,5-402,4-103,9-622,9111,660,099103,40,216-0,12292,7-158,5396,1-55,1121,330,07679,40, 205-0,13277,8-174,8357,2-95,4131-0,28-299,10,038-0,3252,5-440,4-246,7-739,6140,660,146155,40,24-0,09331,4-129,8486,825,6150,330,24255,50,287-0,05396,2-64,9651,7190,616000,0000,00,00,00,0
Расчетными моментами в пролетах считаются максимальные положительные моменты, а на опорах — моменты у граней колонн:
, где
- ширина колонны;
- наименьшая поперечная сила справа или слева от опоры;
- момент на оси опоры (с его знаком).
У опоры 1:
У опоры 2:
Перерезывающие силы.
Таблица №10.
Сече- ние Влияние q Влияние p Расчетные поперечные силыgQq, кНsmaxsminQpmax, кНQpmin, кНQmax, кНQmin, кН100,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,120,330,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,130,660,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,141-1,281-202,80,038-1,3197,8-270,864,9-233,451,331,07169,41,262-0, 191259,1-39,2428,5130,261,661,07169,41,262-0, 191259,1-39,2428,5130,272-0,93-147,20,274-1, 20456,3-247,264,930,882,33-0,93-147,20,274-1, 20456,3-247,2-91,0-394,492,66-0,93-147,20,274-1, 20456,3-247,2-91,0-394,4102-0,93-147,20,274-1, 20456,3-247,264,930,8111,661,07169,41,262-0, 191259,1-39,2428,5130,2121,331,07169,41,262-0, 191259,1-39,2428,5130,2131-1,281-202,80,038-1,3197,8-270,864,9-233,4140,660,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,1150,330,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,11600,719113,80,860-0,140176,6-28,7290,485,1
За расчетные поперечные силы у опор принимают их максимальные значение по граням главных балок:
, где
- наибольшая поперечная сила справа или слева от оси опоры.
5.3 Уточнение размеров главной балки
Для главной балки принимаю тяжёлый бетон класса B25 со следующими характеристиками: расчетное сопротивление сжатию R b=14,5 МПа, растяжению Rbt=1,05 МПа. В качестве рабочей используем стержневую арматуру периодического профиля класса AIII с RS=365МПа. Поперечная арматура — класса АI с RS=255МПа. Необходимую высоту балки определяем по максимальному опорному моменту, задавшись шириной ребра b=300 мм
, принимаю для балки коэффициент армирования =1,6 %
; тогда ([2] стр.30-31), A0=0,4* (1-0,5*0,4) =0,32
Следовательно, расчетная высота сечения:
Полученное значение удовлетворяет принятым ранее размерам главной балки 300х700 мм.
Для армирования второстепенной балки, принимаю стержни А III, диаметром d=22 мм, тогда, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее диаметра арматуры. При ориентировочном диаметре стержней до 25 мм имеем:
Полная высота сечения при однорядном расположении стержней продольной арматуры
Принятые размеры сечения проверяем по максимальной поперечной силе:
Проверка показала, что выбранное поперечное сечение главной балки удовлетворяет условиям нагружения.
Вывод: принятое ранее значение ширины и высоты главной балки корректируем: принимаем с округлением до размера, кратного 50 мм, 300х750 мм.
Результаты расчетов моментов приведены в таблице 11.
Таблица №11.
Пролет1-22-33-44-55-6Длина участка, мм65756300630063006575Расчетный момент М, кН*м651,7396,1437,4396,1651,7
5.4 Расчет продольной рабочей арматуры
В соответствии с эпюрами моментов плита, работающая совместно с балками, в пролетах располагается в растянутой зоне, поэтому за расчетное принимается тавровое сечение с полкой в сжатой зоне.
В опорных сечениях плита расположена в сжатой зоне. Поэтому вблизи опор за расчетное принимается прямоугольное сечение.
/h=717/750=0,956 мм принимается равной:
, где
b-ширина главной балки, мм.
расчетное сечение принимаем прямоугольным с шириной , а при — тавровым.
А) Расчет продольной арматуры в средних пролетах:
ср=437,4 кНм — максимальный изгибающий момент в среднем пролете;
— расчетная ширина полки;
мм — расчетная высота сечения главной балки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 мПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной .
b-ширина полки, b=2600 мм;
соответствует и .
, где
=365 МПа — прочность арматуры А-III на сжатие для диаметра 10-40 мм.
Ø36 AIII, при
Б) Расчет продольной арматуры в крайних пролетах:
ср=651,7 кНм — максимальный изгибающий момент в среднем пролете;
— расчетная ширина полки;
мм — расчетная высота сечения главной балки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 мПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной .
b-ширина полки, b=2600 мм;
соответствует и .
, где
=365 МПа — прочность арматуры А-III на сжатие для диаметра 10-40 мм. Принимаю 3 Ø36 AIII, при . Проверим условие:
- величина относительной высоты сжатой зоны;
R — предельная относительная высота сжатой зоны;
, где
Характеристика сжатой зоны бетона:
= a-0,008Rb=0,85-0,008*14,5=0,74
=0,85 для сжатого бетона;
s SR =RS=365 — напряжение в арматуре принимаемое для A-III диаметром 10-40 мм, МПа;
SC =500 — предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, МПа.
x<x R — условие выполняется для обоих выше представленных пролетов, следовательно принятая стержневая арматура в корректировке не нуждается.
В) Расчет продольной арматуры — опора «В»
ср =396,1 кНм — максимальный изгибающий момент в среднем пролете;
— расчетная ширина полки;
мм — расчетная высота сечения главной балки;
— толщина плиты перекрытия;
R b=14,5 мПа — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы;
Из неравенства следует, что нейтральная ось будет проходить в полке и сечение будет рассчитано как прямоугольное с шириной .
b-ширина полки, b=2600 мм;
соответствует и .
, где
=365 МПа — прочность арматуры А-III на сжатие для диаметра 10-40 мм.
Ø36 AIII, при
Для крепления хомутов в пролетах балки, в верхней зоне принимаем конструктивно стержни класса AI d12.
5.5 Расчет хомутов
, где
- максимальная перерезывающая сила;
- b-ширина ребра балки, b=300мм;
- рабочая высота;
- прочность бетона на растяжение
Условие выполняется, поэтому хомуты принимаем конструктивно с шагом 150 мм, используя арматуру AI d6.
В балках высотой 150-300 мм хомуты, если они не требуются по расчету, должны быть поставлены у концов балки при равномерно распределенной нагрузке на длине, равной не менее 1/4 пролета.
Расчет коэффициента А 0 приведен в таблице 4. Исходя из этих значений по таблице СНиП [2] выбираю коэффициент ?.
Таблица №4.
Участок 1: 2Участок 2-3Участок 3-4Промежуточный табличный (расчетный) коэффициент А 00,04 (0,037) 0,02 (0,022) 0,02 (0,025) Коэффициент ? зависящий от А00,9800,9900,990
Расчетные значения площади поперечного сечения арматуры приведены в таблице 5
Таблица №5.
Участок 1: 2Участок 2-3Участок 3-4Чисдо стержней арматура Ø14 АIII в пролете, шт. 322Площадь поперечного сечения арматуры Аs, см230,5420,3620,36
Армирование второстепенной балки в продольном направление осуществляю двумя стальными стержнями из стали А-III, диаметром 32 мм в среднем пролете и во вторых от края пролетах, тремя стальными стержнями из стали А-III, диаметром 36 мм в крайнихпролетах. Толщина защитного слоя равна 51 мм.
Нагрузка выдерживаемая арматурой больше нагрузок возникающих в пролете и на опорах. Арматура выдержит. Принимаю арматуру из стали класса A-I, диаметром 12 мм и шагом расстановки h/3=250 мм на при опорной части, 3*h/4=600 мм в пролётной части.
6. Расчет колонны
Принимаем к расчету наиболее нагруженную колонну среднего ряда. Расчет прочности колонны производим в наиболее нагруженном сечении — у обреза фундамента.
Нагрузку на колонну с учетом ее веса определяем от трех вышележащих междуэтажных перекрытий (нагрузка от кровли передается на наружные кирпичные стены).
В качестве расчетной схемы колонны условно принимаем сжатую со случайным эксцентриситетом стойку, защемленную в уровне обреза фундамента и шарнирно закрепленную в уровне середине высоты главной балки.
Исходя из условий задания принимаю колонну с размерами: ширина 300 мм, длина 300мм, защитный слой составляет а=30 мм. Бетон класса В25 с R b=14,5 мПа; Rbt=1,05 мПа; Eb=27*103 мПа; где . Арматура класса AIII c RS=RSC=365Мпа, ES=20*104Мпа. Грузовая площадь колонны при сетке колонн 6,6х5,4 равна: Sгр=35,64 м2.
Сбор временных и постоянных нагрузок на колонну указан в таблице 14, т.е. на одно междуэтажное перекрытие.
Таблица 14
Вид нагрузкиРасчетная нагрузка q, кНПостоянная нагрузка1) Плита перекрытия с бетонным полом102,83) Второстепенная балка 10,53*4=42,13) Главная балка ?=2.5 т/м3, ?=0.6м45Итого190Временная нагрузка Длительная в том числе с кратковременной205,3Всего Q395
6.1 Определение веса колонны
Второго этажа
- собственный вес колонны второго этажа, кН;
к =0.3 — ширина колонны, м;
k=0.3 — высота колонны, м;
к=3,9-0,025-0,08-0,7=3,095 — длина колнны, м;
=25 — удельный вес ж/б, кН/м2;
f=1.3 — коэффициент перегрузки.
Первого этажа
=0,65 — высота фундамента, м.
Подсчет расчетной нагрузки на колонну:
Таблица 19
ЭтажСобственный вес колонны, кНРасчетная суммарная нагрузка, кНОт веса междуэтажного перекрытияПолная (N) 29,1395404,1111+9,1=20,1790810,1
6.2 Случайный эксцентриситет в приложении сжимающей нагрузки
e a=>he/30=300/30=10мм; ea=>l0/600=5440/600=9,07мм; e0=ea=10мм;
0 =ea=10мм.
.3 Определение гибкость колонны
Расчетная длина колонны нижнего этажа:
0=1,0 (hЭТ+0,7-hп) =1,0 (3,9+0,65-0,8) =3,75 м
где h ЭТ=3,9 м — высота этажа по заданию; 0,65 м — расстояние от обреза фундамента до уровня чистого пола; hП — высота пола, плиты, главной балки.
- гибкость колонны.
Т.к. l<20 то такая колонна может считаться как центрально-сжатая (без учета случайного эксцентриситета).
Предварительное назначение размеров колонны
где j — коэффициент продольного изгиба, j=1; gb=1 — коэффициент условия работы, для колонн с сечением h>200 мм.
Тогда
где m — коэффициент армирования. Определяем размеры сторон колонны. Окончательно принимаем b=h=0,3 м.
.4 Определение необходимой площади поперечного сечения арматуры
Определяем в первом приближении площадь сечения сжатой арматуры при :
=810,1 — полная нагрузка на колонну, кН;
s =365000 — предел прочности стали на сжатие, кПа;
b=14500 — предел прочности бетона на сжатие, кПа:
Æ12 сечением
Отношение нагрузок:
и
? b=0,888, ?r=0,90.
Коэффициент
Коэф. ?
соблюдено.
Определяем площадь сечения сжатой арматуры:
Окончательно принимаю 4 стержня арматуры класса AIII Æ12 сечением . Проверяем процент армирования: , что удовлетворяет минимальному проценту армирования. Поперечную арматуру принимаем конструктивно с шагом h, исходя из следующих условий:
Принимаю поперечную арматуру из стали класса A-II, диаметром 12мм, с шагом между поперечными стержнями равным 240 мм. Толщину защитного слоя принимаю равной 30 мм. Продольную и поперечную арматуру объединяют в пространственный каркас.
Несущая способность проармированной колонны
Где: h — коэффициент, учитывающий соотношение расчетной нагрузки к нагрузке, которая может быть рассчитана в данном сечении, h=1.
р > N1, следовательно колонна первого этажа проармирована верно.
7. Расчет столбчатого фундамента под колонну
Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как центрально-загруженный.
7.1 Расчет подошвы столбчатого фундамента
Усилия от нормативной нагрузки определяются приблизительно, путём деления расчётных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке:
н=1.15 — средний коэффициент надежности по нагрузке;
7.2 Глубина заложения фундамента
Глубина заложения фундамента d определяется с учетом:
конструктивных особенностей сооружения;
глубины заложения соседних фундаментов и прокладки коммуникаций;
рельефа, характера напластования и свойств грунтов;
гидрогеологических условий;
глубины сезонного промерзания грунтов.
7.3 Определение глубины сезонного промерзания
d fn=1,2 — нормативная глубина сезонного промерзания, м; кn=0,6 — коэффициент характеризующий параметры эксплуатации здания. Глубина фундамента должна быть больше 0.9м. Принимаю глубину заложения фундамента 1,5 м. Защитный слой бетона принимаю равным a0=3,5 см, так как будет производиться подготовка по грунту, толщиной слоя 10 см
7.4 Определение ширины подошвы фундамента
м.,
где
расчётное сопротивление грунта (принимается по СНиП МПа — пески пылеватые маловлажные плотные).
глубина заложения фундамента. м. удельный вес грунта на обрезок фундамента. кН/м3.
7.5 Длина стороны фундамента
При центрально-загруженном фундаменте принимаем квадратную форму основания фундамента.
Длина стороны фундамента:
ф = Ö Аф = 1,6 м
´1,6 м и Аф = 2,6 м2
7.6 Давление на подошву грунта
= Nф/ Аф = 704/2,6 = 270,77 кН/м2
Принимаем бетон В15 с прочностью на одноосное сжатие R b = 8.7 МПа, нормативным сопротивление бетона при растяжении Rbt = 0.75 МПа и рабочую арматуру А-II с расчетным сопротивлением растяжению RS = 280 МПа.
7.7 Полезная минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания его колонной при действии расчётной нагрузки
7.8 Высота фундамента с учетом конструктивных требований
ф = h0 + a = 0,33 + 0,04 = 0,4 (0,37) м.
h1 = 20 см; h2 = 20 см
h1 = 20 см; h2 = 20 см.
Рис.6 Расчетная схема фундамента
7.9 Армирование столбчатого фундамента по колонну
Фундамент рассчитывается как центрально нагруженный.
Нагрузка на фундамент с учетом собственного веса фундамента:
N ф1 = N1 + Vф gб = 704+ (0,896+0,47+0,06) * 25 = 1060,5 кН.
Площадь сечения арматуры фундамента находим из расчета нормальных сечений I-I и II-II по изгибающим моментам, определяется как для консолей от действия давления грунта по подошве фундамента. Значение моментов находим на всю ширину фундамента
М I = 0.125*Pгр* (аф — hk) 2 *bф = 0.125 * 271 * (1,6 — 0,3) 2* 1,6 = 91,6 кН*м
М II = 0.125* Pгр* (аф — a1) 2 *bф = 0.125 * 271 * (0,9-0,3) 2 * 0,9 = 11 кН*м
Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента
A SI = МI/ RS * 0.9 * h0 = 91,6 * 104/0.9 * 0.2 * 280 * 103 = 18,175 cм2SII = МII/ RS * 0.9 * h0I = 11 * 104/0.9 * 0.2 * 280 * 103 = 2,183 cм2
S Ф = 24.62 см2.
8. Определение осадки столбчатого фундамента методом послойного суммирования
h ф=1,5 м; h1=2,4 м; h2=3,5 м; h3=4,7 м; мощность подстилающих грунтов грунтов. 1 = 12,3 кН/м3; 2 = 17,9 кН/м3; 3 = 18,0 кН/м3; Е1 = 8 МПа; Е2 = 32 МПа; Е3 = 40 МПа; Е4 = 18 МН/м2; Е5 = 13 МН/м2. N = 704 кН;
ф = l*b=1,6 м*1,6 м
Допустимая осадка [S] = 8см (для промышленных зданий).
. Вычисления:
-ширина фундамента (1,6м).
А) Напряжения на нулевые отметки грунтов на основании:
ф — высота основания фундамента,
n — высота n-ого слоя,
n — объемный вес (плотность) пород n слоя.
? zg0 = hф?гр = h1?1 + (hф — h1) ?2 = 1,5*12,3 = 18,45 (кН/м2)
Б) Величина напряжения от дополнительно приложенной нагрузки:
zp 0 = N/Fф = 704/2,56 = 275 (кН/м2),
ф — площадь основания фундаментов.
Напряжения на межслоевых отметках грунтов после подошвы фундамента, показывают зависимость увеличения напряжений с увеличением глубины залегания грунта:
? zg1 = ?zg0 + h1| ?1 = 18,45 + 0,5*12,3 = 24,6 кН/м2
? zg2 = ?zg1 + h2| ?1 = 24,6 + 0,4*12,3 = 29,52 кН/м2
? zg3 = ?zg2 + h3| ?2 = 29,52 + 0,6*17,9 = 40,26 кН/м2
? zg4 = ?zg3 + h4| ?2 = 40,26 + 0,6*17,9 = 51 кН/м2
? zg5 = ?zg4 + h5| ?2 = 51 + 0,6*17,9 = 61,74 кН/м2
? zg6 = ?zg5 + h6| ?2 = 61,74 + 0,6*17,9 = 72,48 кН/м2
? zg7 = ?zg6 + h7| ?2 = 72,48 + 0,6*17,9 = 83,22 кН/м2
? zg8 = ?zg7 + h8| ?2 = 83,22 + 0,5*17,9 = 92,17 кН/м2
? zg9 = ?zg8 + h9| ?3 = 92,17 + 0,6*18,0 = 102,97 кН/м2
? zg10 = ?zg9 + h10| ?3 = 102,97 + 0,6*18,0 = 113,77 кН/м2
? zg11 = ?zg10 + h11| ?3 = 113,77 + 0,6*18,0 = 124,57 кН/м2
? zg12 = ?zg11 + h12| ?3 = 124,57 + 0,6*18,0 = 135,37 кН/м2
? zg13 = ?zg12 + h13| ?3 = 135,37 + 0,6*18,0 = 136,17 кН/м2
? zg14 = ?zg13 + h14| ?3 = 136,17 + 0,6*18,0 = 146,97 кН/м2
? zg15 = ?zg14 + h15| ?3 = 146,97 + 0,6*18,0 = 157,77 кН/м2
? zg16 = ?zg15 + h16| ?3 = 157,77 + 0,5*18,0 = 166,77 кН/м2
n — толщина n слоёв
Z 1, мZ2, мZ3, мZ4, мZ5, мZ6, мZ7, мZ8, м0,50,91,52,12,73,33,94,4
Z 9, мZ10, мZ11, мZ12, мZ13, мZ14, мZ15, мZ16, м5,05,66,26,87,48,08,69,1
= 2Z/b, где
b — ширина площадки загружения (1,6м);
- Z — вертикальная координата точки, где определяются напряжения.
? 1? 2? 3? 4? 5? 6? 7? 80,31,11,92,63,44,14,95,5
? 9? 10? 11? 12? 13? 14? 15? 166,377,88,59,31010,811,4
? = l/b=1,6/1,6=1 — отношение сторон фундамента, где bиl — соответственно ширина и длина площади загружения.
В соответствии с ? и ? вибираем коэффициент ?i и находим напряжения, возникающие в грунтах в точках
zp 1 = ?zp0*?1 = 275*0,8 = 220 кН/м2
zp2 = ?zp0*?2 = 275*0,4 = 110 кН/м2
zp3 = ?zp0*?3 = 275*0,297 = 81,7 кН/м2
zp4 = ?zp0*?4 = 275*0,21 = 57,75 кН/м2
zp5 = ?zp0*?5 = 275*0,15 = 41,25 кН/м2
zp6 = ?zp0*?6 = 275*0,103 = 28,33 кН/м2
zp7 = ?zp0*?7 = 275*0,084 = 23,1 кН/м2
zp8 = ?zp0*?8 = 275*0,065 = 17,88 кН/м2
zp8 ? 0,2 ?zg8
2 < 18,43 кН/м2 — Из этого условия следует, что ниже 8-й
прослойки (h 8|), т.е. ниже 5,5м от подошвы фундамента, осадка грунта будет незначительной. Поэтому рассчитываем осадку в пределах 8 прослоек.
S i =? (?zpср hi|) /Ei — осадка в пределах i-й прослойки, где
= 0,8 — безразмерный коэф., равный всегда одной величине.
zpср — среднее значение выше рассчитанных напряжений.
? zpсрi = (?zpi-1 + ?zpi) /2 — среднее значение напряжения i-ой прослойки.
Рассчитываем осадки каждой прослойки:
S 1 = (??1zpсрh1|) /E1 = = = 0,0099м
S 2 = (??2zpсрh2|) /E1 = = 0,0066м3 = (??zpср3h3|) /E2 = = 0,0014м4 = (??zpср4h4|) /E2 = = 0,00105м5 = (??zpср5h5|) /E2 = = 0,00074м6 = (??zpср6h6|) /E2 = = 0,00052м7 = (??zpср7h7|) /E2 = = 0,00039м8 = (??zpср8h8|) /E5 = = 0,00026м= S1 + S2 + … + S8 — осадка грунта в пределах 8 прослоек.
S = (9,9 + 6,6 + 1,4 + 1,05 + 0,74 + 0,52 + 0,39 + 0,26) *10 -3 = 20,86*10-3м = 2,1см — это осадка грунта до глубины 4,4 м от подошвы фундамента.
S < [S], т.е.2,1 см < 8 см
Вывод: осадка почвы под фундаментом меньше предельно допустимой, следовательно, грунты пригодны для данного строительства, т.е. способны выдерживать нагрузки, передаваемые через фундамент, от вышестоящего сооружения.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/plan-perekryitiya/
1. В.Н. Очнев, Н.С. Конокотов. «Строительное дело. Методические указания к курсовому проектированию для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 090400». СПГГИ, 2001 г.
2. Проектирование монолитных железобетонных перекрытий: Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 090400 — Шахтное и подземное строительство дневной и заочной форм обучения / Санкт-Петербургский государственный горный институт. Сост.: В.Н. Очнев, И.Н. Булычев. — СПб., 2000 г.
— Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. — М.: Стройиздат, 1985.728 с.
СНиП 2.03.01. — 84. Бетонные и железобетонные конструкции.М., 1985., СНиП II-3-79. Строительная теплотехника.М., 1986., СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.М., 1984., СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.М., 1984.
- Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1975.192 с.
— Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения).
М.: Стройиздат, 1978.174 с.
М.В. Берлинов «Основания и фундаменты» учебник для вузов, издательство «Высшая школа», 1988 г.
- И.А. Шерешевский «Конструирование промышленных зданий и сооружений», Ленинград «Стройиздат», 1979 г.
