Проектирование железобетонных конструкций 4 этажного жилого дома в г. Борисов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры, работающих совместно, благодаря сцеплению, возникающему между ними. Бетон - искусственный каменный материал, хорошо сопротивляется сжатию, а на растяжение работает в 15…20 раз слабее. Для повышения прочности бетона применяют арматуру, которая обладает значительно более высокой прочностью на растяжение и позволяет существенно повысить несущую способность строительных конструкций.

Основные достоинства бетона - высокая прочность, долговечность, огнестойкость, стойкость против атмосферных воздействий, возможность использования местных строительных материалов, простота формообразования, небольшие эксплуатационные расходы.

К недостаткам железобетона следует отнести большую плотность, высокую тепло- и звукопроводность, появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий. Для снижения плотности и теплопроводности железобетона следует использовать легкие пористые заполнители, при этом массу конструкции можно уменьшить, применяя тонкостенные и пустотелые конструкции. Специальная технологическая обработка с помощью пропаривания, вакуумирование повышает трещиностойкость железобетона.

Бетон должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для защиты арматуры от коррозии.

Сцепление арматуры с бетоном - наиболее важное свойство железобетона, так как оно служит основой работы материалов, входящих в состав железобетона, прочностные и деформационные свойства конструктивных элементов. Надежное сцепление арматуры с бетоном обеспечивается склеиванием геля с арматурой, трением, вызванным давлением от усадки бетона, зацеплением за бетон выступов и неровностей на поверхности арматуры.

Главенствующую роль для надежного сцепления арматуры с бетоном играют выступы и неровности на поверхности арматуры. При создании периодического профиля арматуры возрастает примерно в два раза.



1. Архитектурно - конструктивное решение здания

В соответствии с заданием запроектировано здание сложной конфигурации с размерами по крайним осям 13,2х45,8 м. Высота этажа 2.8 м. Здание с подвалом.

Здание запроектировано с поперечными несущими стенами. Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается перевязкой вертикальных швов между кирпичами, армированием углов и мест примыкания внутренних стен к наружным и анкеровкой плит перекрытия со стеной ( Т-образный анкер) и между собой (линейный анкер).

По долговечности здание относится к II степени, т. к. его конструктивные элементы рассчитаны на срок службы не менее 50 лет.

По огнестойкости в соответствии с СНБ 2.02.01-98 здание относится к II степени.

Класс ответственности здания по СНиП 2.01.07-85 - II.

Рельеф участка характеризуется горизонталями 0,25 - спокойный (120,00-120,50). Общий уклон рельефа в юго-заподномнаправлении. В основании залегает грунт - мелкий песок. Уровень грунтовых вод находится на отметке -3,8 м от дневной поверхности.



2. Сбор нагрузок

2.1 Сбор нагрузок на 1 м²надподвального перекрытия

Рисунок 1 Экспликация пола надподвального перекрытия

Таблица 1Сбор нагрузки на 1м²надподвального перекрытия

№ п/п	Нагрузка	Подсчет	Нормативная нагрузка gn, кН/м2	гf	Расчетная нагрузка g, КН/м2
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8	Постоянная Доска 28 мм. Пароизоляция 98 мм. Лаги 80?52 мм с шагом 400 мм Прокладка из бруса 80 мм. Звукоизоляция 20 мм. Утеплитель 70 мм. Ж/б плита перекрытия 220 мм. Вес перегородок	0,028•500•10/103 0,098•80 0,08•0,052•500•10/0,4•103 0,1•0,08•500•10/0,4•103 0,02•175•10/103 0,07•125•10/103 0,14•2500•10/103	0,14 0,078 0,052 0,100 0,035 0,087 3,5 0,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,15 1,35	0,189 0,105 0,070 0,135 0,047 0,118 4,025 0,68
		Всего:	gn=4,495		g=5,375
2 2.1	Временная Полезная	Таб. 3 СНиП	1,5	1,5	2,25
		Всего:	qn=5,995		q=7,625



2.2 Сбор нагрузок на 1 м² междуэтажного перекрытия

Рисунок 2 Экспликация пола междуэтажного перекрытия

Таблица 2 Сбор нагрузки на 1м² междуэтажного перекрытия

№ п/п	Нагрузка	Подсчет	Нормативная нагрузка gn, кН/м2	гf	Расчетная нагрузка g, КН/м2
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5	Постоянная Линолеум Мастика Цем. песчаная стяжка Ж/б плита перекрытия Вес перегородок	0,005•1800•10/103 0,005•1800•10/103 0,025•1800•10/103 0,22•2500•10/103	0,09 0,09 0,45 5.5 0,5	1,35 1,35 1,35 1.15 1,35	0,12 0,12 0,6 6,325 0,68
		Всего:	gn=6,63		g=7,845
2 2.1	Временная Полезная	Таб. 3 СНиП	1,5	1,5	2,25
		Всего:	qn=8,13		q=10,1



2.3 Сбор нагрузок на 1 м² чердачного перекрытия

Рисунок 3 Экспликация пола чердачного перекрытия

Таблица 3 Сбор нагрузки на 1м² чердачного перекрытия

№ п/п	Нагрузка	Подсчет	Нормативная нагрузка gn, кН/м2	гf	Расчетная нагрузка g, КН/м2
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5	Постоянная Доски ходовые Шлакоизвестковая корка 3 слоя мин.ватных плит Слой бикроста на битумной мастике Плита перекрытия	0,05•500•10/103 0,03•1800•10/103 0,124•375•10/103 0,003•400•10/103 0,22•2500•10/103	0,25 0,54 0,47 0,012 5,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,15	0,34 0,73 0,63 0,016 6,325
		Всего:	gn=6,77		g=8,041
2 2.1	Временная Полезная		0,7	1,5	1,05
		Всего:	qn=7,47		q=9,1



2.4 Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Рисунок 4 Экспликация покрытия

Таблица 4 Сбор нагрузки на 1м²покрытия

№ п/п	Нагрузка	Подсчет	Нормативная нагрузка gn, кН/м2	гf	Расчетная нагрузка g, КН/м2
1 1.1 1.2 1.3	Постоянная Волнистые асбесто-цементные листы Обрешетка 50*50 Стропильная нога	15•10/103•0,84 0,05•0,05•500•10/ /103•0,35•0,84 0,075•0,15•500•10/ /103•1•0,84	0,179 0,043 0,044	1,35 1,35 1,35	0,24 0,058 0,059
		Всего:	gn=0,266		g=0,357
2 2.1	Временная Снеговая (Минская обл.)	Sn = 0,8•0,8=0,64	0,64	1,5	0,96
		Всего:	qn=0,9		q=1,32

1. 

2.5 Сбор нагрузок на 1 м²пола подвала

Рисунок 5 Экспликация пола подвала

Таблица 4 Сбор нагрузки на 1м²пола подвала

№ п/п	Нагрузка	Подсчет	Нормативная нагрузка gn, кН/м2	гf	Расчетная нагрузка g, КН/м2
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5	Постоянная Бетон С12/15 Минвата ПЖ-150 Слой Г-ПХ-БЭ-ПП/ПП Выравнив.слой из ЦПР Плита перекрытия	0,04•2500•10/103 0,14•100•10/ /103 0,004•600•10/ /103 0,01•1800•10/ /103 0,14•2500•10/ /103	1 0,14 0,024 0,18 3,5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,15	1,35 0,189 0,032 0,243 4,03
		Всего:	gn=4,844		g=5,844
2 2.1	Временная Полезная			1,5
		Всего:	qn=4,844		q=5,844

1. 

3. Определение расчетных усилий и прочностных характеристик

Рассчитать и сконструировать многопустотную плиту перекрытия марки ПТМ 48.15. Панель опирается на несущие поперечные кирпичные стены, глубина опирания на внутренние стены 180 мм и 120 мм. Расчетная равномерно-распределенная нагрузка на перекрытие составляет 6,325 кН. Плита выполнена из бетона марки М 16/20 , армируется стержневой продольной арматурой класса S500 , поперечной класса S500 .

Рисунок 5 Поперечное сечение плиты

1-сетка

2-каркас

3-продольная арматура



3.1 Определение усилий возникающих в плите от расчетных и нормативных нагрузок

Рисунок 6 определение расчетной длины панели

1. Конструктивная длина панели L_k=4,8-0,03=4,77 м.

2. Расчетная длина панели L₀=L_k-120/2-180/2=4,62 м.

3. =37,7кН•м

4. == 32,65 кН

3.2 Определяем геометрические характеристики

Рисунок 7 Расчетное сечение панели



1. Определяем геометрические характеристики сечения. Сечение многопустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому профилю. Круглые отверстия заменяют квадратными с той же площадью, моментом инерции и положением центра тяжести.

2. Высота эквивалентного квадрата h₁=0,9•d=0,9•159=143 мм. Бетон растянутой зоны в работе не участвует.

3. Определяем высоту сжатой полки панели по формуле

h'_f=,

4. проверяем условие ==0,175>0,1; условие выполняется, следовательно, в расчет вводится вся ширина полки b'f=1460 мм.

5. Определяем расчетную ширину ребра = b'_f - n• h_1, где n - количество пустот, определяемое по формуле n=B/200=1500/200=7 пустот; b=1460-7•143= 459 мм.

6. Определяем рабочую высоту сечения d=h-c=220-20=200 мм.

3.3 Определяем характеристики прочности бетона и арматуры

Определяем необходимые характеристики для бетона класса С16/20:

· Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию =16МПа

· Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению =1,3МПа (таб.6.1СНБ5.03.01 -02);

· Коэффициент безопасности по бетону =1,5;

· Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию =16/1.5=10,66МПа;

· Расчётное сопротивление бетона осевомурастяжению==1,3/1.5=0,87МПа;

· Модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости СЖ2=38•10³ МПа (таб. СНБ 5.03.01-02);

Определяем необходимые характеристики арматуры:

· В качестве ненапрягаемой арматуры принимаем арматуру класса S500

= 417МПа.

· Для продольной ненапрягаемой арматуры класса S500 нормативное сопротивление =562,5 МПа (таб. СНБ 5.03.01-02).

· Для поперечной арматуры класса S500 расчётное сопротивление =333 МПа для сварного каркаса из проволочной арматуры (таб. СНБ 5.03.01-02).

· Модуль упругости арматуры всех классов Е_S=200•10³ МПа.



4. Расчет плиты по нормальным сечениям (по деформационной модели)

1. Определяем положение нейтральной оси, проверяем условие:

37,7кН•м 1•10,66•10⁶•1,46•0,0385•(0,2-0,5•0,0385)=108,3кН•м

Условие выполняется, нейтральная ось проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное шириной b=b'f=1,46 м.

0,06

= 0,06

•0,63)=0,38

5,07 см²

Принимаем 5стержней O 12 мм. Площадью A_s=5,07 см².

Выполняем проверку правильности подбора арматуры.

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:

0,076



Определяем:

б_m= •(1-0,5•)=0,076(1-0,5•0,076)=0,073

Определяем несущую способность сечения

45,44кН•м

1.1.

45,44 кН >37,7кН•м условие выполняется.

Армирование производиться сеткой С1, в которой продольные стержни являются рабочей арматурой принятой по расчету по нормальным сечениям по деформационной модели. Продольные стержни расположеныпо всей длине плиты, общее количество которых составляет 5 штуки O 12 мм с А_s1=5,65 см² из арматуры класса S500 с шагом 360 и 350 мм. Поперечные стержни сетки принимаем O 6 ммиз арматуры класса S500с шагом 215мм,количество стержней составляет 23 штуки.

4.1 Расчет прочности по наклонным сечениям

Для поперечного армирования принимаем конструктивно короткие каркасы, устанавливаемые в приопорных четвертях пролета панели = 0,25L. Каркасы устанавливаются в крайних ребрах и далее через 2-3 пустоты.

Конструирование каркаса.

В зависимости от диаметра продольной арматуры назначаем диаметр поперечной арматуры 12 мм.

По сортаменту принимаем площадь 12 поперечных стержней для поперечной арматуры равной 5,65 см².

Назначаем расстояние между поперечными стержнями вдоль элемента

а) на приопорных участках равным 150 мм.

б) в средней части пролета равным 290 мм.

Обеспечение прочности по наклонной трещине

1. Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

2. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном

3. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка

4. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента



5. Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами

== 56,4 кН

= 56,4 = 72,7 кН

6. Проверяем условие 32,65 кН72,7 кН - условие выполняется.

Расчет прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами

Определяем коэффициент по формуле

Определяем коэффициент по формуле

здесь ; =0,0039

Находим

Проверяем условие ;

условие выполняется



Проверка панели на монтажные усилия

Панель армирована четырьмя монтажными петлями, расположенными на расстоянии 365 мм от концов панели.

1. Определяем изгибающий момент с учетом пластических деформаций

2. Вычисляем коэффициент б_m

рисунок 8 Монтажные петли панели

Определяем коэффициент о:

= 0,03

Определяем коэффициент о_lim



Проверяем условие

Условие выполняется

Определяем требуемую площадь арматуры на 1 метр длины

Принимаем 1 стержней O 3 мм. Площадью A_s=0,071 см²

4.2 Расчет плиты на действие изгибающего момента при подъеме и монтаже

железобетонная конструкция строительство здание

Подъем и монтаж плиты осуществляется за 4 монтажные петли, устанавливаемые в продольных ребрах. Расчет включает подбор монтажной арматуры и определение диаметра монтажных петель. В качестве расчетной схемы применяется двухконсольная балка. Расстояние между её опорами принимается равным, расстоянию между петлями для монтажа плиты 0,6L.

1. Нагрузкой является собственный вес плиты умноженный на коэффициент динамичности

G_св=G_d,пл•K•b'f=4,025•1,4•1,46=8,23 кН/м²

2. Определяем отрицательный изгибающий момент:

кН/м

3. Определяем значение коэффициента б₀:

4. Определяем значение коэффициента о:

= 0,00042

5. Проверяем условие

0,00042 0,52

6. Определяем требуемую площадь монтажной арматуры:

Принимаем 2 стержня O 3мм. Площадью A_s=0,141см²

Требуемая площадь поперечного сечения одной петли:

Принимаем петлю диаметром10 мм.



5. Конструирование плиты перекрытия

Многопустотная плита перекрытия запроектирована в соответствии с рабочими чертежами, утвержденными РУП «Стройтехнорм» от 03.09.2008 г.

Запроектирована плита ПТМ 54.15.22-8S1400-3w, с арматурой класса S500 и S800 и бетоном класса С30/37.

Принимаем преднапряженую арматуру в количестве 2 штуки с O 12 мм.

По таблице определяем сетку С1, которая принята для проектируемой плиты в количестве 2 штуки. Данная сетка запроектирована из продольной рабочей арматуры O8 мм с шагом 110 мм. в центральной части плиты; и поперечной арматуры O мм с шагом 300 мм.

В каталоге находим таблицу с каркасами и принимаем каркас для проектируемой плиты С2 в количестве 2 штуки с продольными стержнями O6 мм. и поперечными стержнями O6 мм. с шагом270 мм.

С1 и С2 расположенных на приопорных участках в нижней и верхней части плиты соответственно.

Для поднятия и перемещения плиты выполняются 4 монтажные петли O10 мм. из арматуры класса S240. Петли выполняются на расстоянии 365 мм. от торцов плиты.



6. Расчет брусковой перемычки над оконным проемом

Исходные данные: 5-ти этажный жилой дом. Ширина оконного проема в свету: 1210 мм. Толщина стены: 510 мм. Расстояние между осями наружной и внутренней стены: 5,4 м. Перекрытие в здании выполнено из сборных многопустотных панелей толщиной 220 мм. Пол: дощатый. Класс бетона: С16/20. Класс продольной арматуры: S500. Класс поперечной арматуры: S400.

Подбор элементов перемычки

Перемычка над оконным проемом состоит из 3 элементов разной ширины. На внутренний элемент перемычки опираются панели перекрытия (несущая перемычка). Остальные элементы перемычки несут нагрузку только от кладки (самонесущая).

Рисунок 9 Разрез фрагмента здания

Определяем минимальную длину перемычек при минимальных размерах заделки концов в стену:

Для несущих: 250 мм.

Для самонесущих: 120 мм.



L₁=1210+2•250=1710 мм.

L₂=1210+2•120=1450 мм.

Принимаем 2 самонесущие перемычки марки 2ПБ16-2, и одну несущую марки 5ПБ18-27.

Рисунок 10 Перемычки над оконным проемом

6.1 Определение расчетных усилий для самонесущей перемычки

Данная перемычка воспринимает нагрузку от собственного веса перемычки от кладки высотой пояса от 2,200 до 3,500, что составляет 1,300 м.

Расчетная нагрузка на один погонный метр перемычки от собственной массы:

q_соб = b·h·с·г_f·10/10³=0,25•0,22•2500•1,35•10/10³=1,8Кн/м

Расчетная нагрузка от массы стены q_ст =1/4·t·h·с·г_f=1/4•0,51•1,3•700•1,35 ·10/10³=1,5 кН/м

Расчетная нагрузка от плиты q_пл= q/2=7,36•5,4/2=19,8кН/м

Q= q_соб+ q_ст + q_пл=1,8+1,5 + 19,8=23,1 кН/м

Расчетная длина перемычки: L₀ = (1790-1210)/2+1210=1500 мм.



=6,5 кН•м

== 17,3кН

6.2 Определяем характеристики прочности бетона и арматуры

Определяем необходимые характеристики для бетона класса С16/20:

· Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию =16 МПа

· Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению =1,3 МПа (таб.6.1СНБ5.03.01-02);

· Коэффициент безопасности по бетону =1,5;

· Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию =10,67 МПа;

· Расчётное сопротивление бетона осевому растяжению==0,867 МПа;

· Модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости СЖ2=38•10³ МПа (таб. СНБ 5.03.01-02);

Определяем необходимые характеристики арматуры:

· Для продольной ненапрягаемой арматуры класса S500 нормативное сопротивление =435 МПа (таб. СНБ 5.03.01-02).

· = 0,9•500/1,2=375 МПа.

· Для поперечной арматуры класса S400 расчётное сопротивление =263 МПа для сварного каркаса из проволочной арматуры (таб. СНБ 5.03.01-02).

· Модуль упругости арматуры всех классов Е_S=200•10³ МПа.



6.3 Расчет перемычки на прочность по нормальным сечениям

0,06

= 0,06

Проверяем условие . Условие выполняется.

Определяем требуемую площадь поперечного сечения продольной арматуры:

Принимаем 2 стержня O 7 мм. Площадью A_s=0,77 см²

Выполняем проверку правильности подбора арматуры.

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:

0,063

Определяем:

б_m= •(1-0,5•)=0,063(1-0,5•0,063)=0,062

Определяем несущую способность сечения



6,62 кН•м

1.2.

6,5кН•м>6,62 кН•м условие выполняется.

6.4 Обеспечение прочности по наклонной трещине

Конструктивно принимаем поперечную арматуру класса S400 O3 мм.

Действующая поперечная сила равна:

Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента:

Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном:

Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка:



Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента:

Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:

== 36,8 кН

= 36,8 = 54,14 кН

Проверяем условие:

17,3 кН54,14 кН - условие выполняется.

6.5 Расчет прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами

Определяем коэффициент по формуле:

1. Определяем коэффициент по формуле:



здесь =0,0013

Находим

Проверяем условие: ; условие выполняется

6.6 Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту

0,0005

1,1 кН, но не менее ==17,3 кН.

Принимаем 17,35 кН

1. V_sd<V_rd,ct: 17,3>17,35кН. Условие выполняется, следовательно, постановка поперечной арматуры не требуется



7. Конструирование брусковой перемычки

В соответствии с заданием на проектирование запроектирована брусковая перемычка марки 5ПБ18-27 с классом бетона С16/20.

По расчету принимаем рабочую продольную арматуру класса S500 O7мм.

Для совместной работы продольной арматуры конструктивно принимаем поперечную арматуру класса S400 O3 мм. с шагом 110 мм. на приопорных участках и 165 мм. в средней части перемычки.

Для поднятия и перемещения перемычки устанавливаются 2 строповочные петли O10 мм.из арматуры класса S240. Петли располагаются на расстоянии 200 мм. от торцов перемычки.



8. Расчёт ленточного фундамента под внутреннюю стену здания

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. Требуется рассчитать и запроектировать ленточный фундамент под внутреннюю стену по осиА5 этажного дома. Кровля скатная, чердак присутствует, имеется подвал. Район строительства - г. Витебск. Грунтовые воды отсутствуют. Глубина заложения фундамента d=1,85 м. Грунт - песок мелкий со следующими характеристиками:

ь Коэффициент пористости е=0,45;

ь Удельное сцепление С_п= 6 кПа (по таблице в приложении ТКП);

ь Угол внутреннего трения = 38 (по таблице в приложении ТКП);

ь Удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента = 18 кН/м³;

ь Удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента = 18 кН/м³;

ь = 1,1; = 1;

Полезная нагрузка на перекрытие жилого дома рⁿ= 1,5 кПа (таблица 3 СНиП 2.01.07-85). Бетон класса С¹⁶/₂₀

8.1 Сбор нагрузки на фундамент

Нагрузка от массы 1 метра погонного стены от отметки 0,000 м. до отметки 13,66 м. составляет:

Н_ст=0,000 + 13,66=13,66 м.

48,76 • 1,35 = 65,83

3•1=3.

Нагрузка от массы 4-х стеновых фундаментных блоков

30 • 1,35 = 40,5 кН/м

Нагрузка от массы 1 стенового фундаментного блока

3,75 • 1,35 = 5,06 кН/м

Нагрузка от массы всех фундаментных блоков

= 45,56 кН/м

Полная нагрузка на 1 метр погонный фундамента по обрезу фундаментной плиты:

кН/м

кН/м



Где М, М₁ - масса фундаментной плиты и блока соответственно;

L, L₁ - длина фундаментной плиты и блока соответственно;

8.2 Определение ширины подошвы фундамента

Для предварительного определения фундаментной плиты пользуемся табличными значениями сопротивления грунта (таб. 5.4 ТКП)

Для песка мелкого R₀=300 кПа.

Предварительно принимаем ширину фундаментной плиты b=1,2 м.

Определяем ширину подошвы фундамента:

Где =20 кН/м - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

d = -1,85м - глубина заложения фундамента;

N= - полная расчетная нагрузка на 1 метр погонный фундамента;

q - усредненная нагрузка от пола (для расчетов гражданских зданий принята 10 кН/м²);

б = 0,199 - коэффициент затухания напряжения (по таб. 10 ТКП);

n= 1 - принимается по ТКП стр. 22;

Q - нагрузка от веса фундамента и грунта на нем;

Принимаем b= 1,2 м.

Определяем расчетное сопротивление грунта с учетом поправки на ширину фундамента и глубину заложения фундамента

Где k₁= 1,1для песка мелкого

b₀=1 м.

d₀ - отметка глубины заложения

d-глубина заложения

b - ширина фундамента

Определяем ширину фундамента при R=352,27 кПа

Принимаем b=1 м. массой m=1,75 т., длиной 2980 мм.

Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле



где =1,3; =1,2; (при соотношении L/H=1,1 < 1,5);

k = 1,1, т. к. характеристики грунта не определены испытаниями;

M_y=2,11кПа;M_q=9,44кПа;M_c=10,8 кПа; для=38(по таб. 5.3 ТКП).

k_z= 1 при b= 1,4<10 м.

d₁ - приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала.

Определяем нормативную нагрузку по подошве фундамента с учетом собственной массы фундаментной плиты P_ф и массы грунта P_гр

Проверяем условие P_ср = кПа<R = кПа

Условие выполняется. Окончательно принимаем ширину фундаментной плиты b=1 м. (от массы блока 1,75 т.; длина блока 2980мм).

8.3 Расчёт тела плитной части фундамента

Рассчитываем конструкцию фундамента по первой и второй группе предельных состояний. В качестве материала плиты фундамента назначаем бетон класса С¹⁶/₂₀. Толщину защитного слоя бетона фундаментной плиты принимаем . Тогда рабочая высота сечения:

.

Расчёт производим на расчётные нагрузки, в т.ч. от веса фундамента и грунта на его обрезах, принимая коэффициенты надёжности по нагрузке согласно таб.1 СНиП 2.01.07.



кН

кН

Давление под подошвой фундамента от действия расчётных нагрузок:

кПа

Поперечная сила и изгибающий момент в сечении фундамента у грани стены от отпора грунта:

кН

кН

Определяем площадь продольной арматуры плитной части фундамента и её прочность на продавливание от стены подвала.

8.4 Расчёт площади продольной арматуры плиты фундамента

Дано: прямоугольное сечение размерами мм;h = 300 мм; мм. Бетон тяжёлый класса С¹⁶/₂₀ (f_ck= 16 МПа, г_с= 1,5, f_cd = f_ck/г_c = 16/1,5 = 10,66 МПа). Арматура класса S400 (f_yk= 400 МПа, f_yd = 367 МПа, E_s=20·10⁴ МПа).

Определяем коэффициент б_m и его граничное значение б_m,lim:



где, по таб. 6.1 СНБ 5.03.01, для бетона С¹⁶/₂₀е_cu= - 3,5^о/_оо, а по таб. Д.1 щ_с=0,81, K₂=0,416.

Для арматуры S400 при E_s=20·10⁴ МПа:

т.к. условие выполняется, находим з:

где

Тогда требуемая площадь растянутой продольной арматуры составит:

2,16 см²

Для армирования фундаментной плиты принимаем стержни O10 мм. класса S400.

8.5 Расчет на продавливание (местный срез)

Принимаем защитный слой арматуры согласно 11.2.12 СНБ 5.03.01 равным 45 мм. (как для сборной конструкции).

Определяем расстояние от низа плиты, до центров тяжести арматуры для каждого направления:

Определяем рабочую высоту фундаментной плиты в каждом направлении:

Определяем среднюю рабочую высоту сечения:

Определяем коэффициенты армирования в обоих направлениях для арматуры O10 мм. класса S400 (A_s=2,36 см²)

,

что меньше 0,02 (минимальное значение коэффициента армирования).

Тогда расчетный коэффициент армирования:

Определяем значение критического периметра исходя из длины закругленных секторов:

0,6

Определяем погонную поперечную силу, вызванную местной сосредоточенной нагрузкой, принимая , т.к. эксцентриситет приложения нагрузки отсутствует.

кН/м

где - местная поперечная сила с вычетом силы отпора грунта в пределах расчётной критической площади.

кН

Для бетона класса С¹⁶/₂₀ нормальное сопротивление бетона сжатиюf_ck=16 МПа и расчётное сопротивление бетона растяжению (с учётом коэффициента надёжности по материалу г_с=1,5) f_ctd=1,3/1,5=0,87 МПа.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние масштабного фактора

Определяем погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:

143,92 кН/м

где

Определяем минимальное погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:



Окончательно погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании, составляет:

кН/м

Поскольку значение поперечной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, меньше погонного усилия, которое может воспринять сечение при продавливании, прочность на продавливание по критическому периметру обеспечена и поперечная арматура не требуется.



9. Конструирование ленточного фундамента

В соответствии с заданием на проектирование запроектирован ленточный фундамент ФЛ14.24-4 изготовленный из бетона марки С16/20 и арматуры класса S400.

Армирование фундаментных плит следует производить в двух зонах: нижней (подошвы) и верхней. Каждая зона имеет рабочую арматуру в двух направлениях не более чем в 4-х уровнях с шагом 200 мм.

Фундамент армируется сеткой расположенной в нижней части плиты. Сетка состоит из продольной рабочей арматуры класса S400 O10 мм., расположенной с шагом 200 мм, (6.4.12 ТКП 45-5.01-67-2007) и поперечной арматуры классаS400 O6 мм. с шагом 430 мм принятым конструктивно.

Для поднятия плиты устраиваются 4 монтажные петли из арматуры класса S240 O8 мм. Петли располагаются на расстоянии 200 мм от торцов плиты, и 350 мм от боковых граней.

Размещено на Allbest.ru

...