МПа МПа.

Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена.

Назначаем расчетную высоту консоли из условия

мм.

Полная высота консоли мм.

Принимаем высоту консоли h = 450 мм. Высота у свободного края мм ? мм, h₀ = 450 - 35=415 мм.

Так как Н = 620.9 кН > Q = 565,8 кН, Н = 443.5 кН < Q =565,8 кН,

прочность консоли проверяем из условия .

При шарнирном опирании на короткую консоль сборной балки, идущей вдоль вылета консоли, при отсутствии специальных закладных деталей, фиксирующих площадку опирания, значение принимается равным 2/3 длины фактической площадки опирания.

.

Расстояние с от силы Q до основания консоли

.

При консоль армируем наклонными под углом 45 к горизонтали.

Шаг хомутов принимается не более и .

Принимаем .

При двухветвевых хомутах диаметром 8 мм из стали класса А240мм²;

При Н=565,4 кН принимается не более = 620.9 кН и не менее = 443.5 кН. Принимаем кН > Q = 514,5 кН, т.е. прочность консоли на действие поперечной силы обеспечена.

Определяем площадь сечения продольной арматуры консоли при шарнирном опирании ригеля на консоль колонны

1222,2·10^-6м² = 1222,2 мм².

Принимаем продольную арматуру в консоли 2 28 A400 (A_s = 1232,0 мм²).

В консолях, входящих в замоноличенный жесткий рамный узел, в котором нижняя арматура ригеля приварена к арматуре консоли через закладные детали, постановка специальных анкеров к стержням продольной арматуры необязательна.

2.5 Расчет фундамента под сборную колонну

Проектируем под сборную колонну сборный фундамент стаканного типа из бетона класса В15 с R_b = 0,9·8,5=7,65 МПа; R_bt = 0,9·0,75=0,675 МПа. Арматура класса A400 с R_s = 355 МПа в виде сварной сетки. Расчетная нагрузка на фундамент при расчете по первой группе предельных состояний N_I = 3139 кН. При расчете по второй группе предельных состояний N_II = N_I: 1,17 = 3139,0: 1,17 = 2682,9 кН, где _f = 1,17 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Необходимая площадь подошвы фундамента под колонну при расчетном сопротивлении грунта в основании (по заданию) R = 0,35 МПа; отметке подошвы фундамента Н = 1,5 м и усредненной плотности массы фундамента и грунта на его обрезах _ср= 20 кН/м³

м².

Размеры сторон квадратного в плане фундамента а = b = м. принимаем а = b =3,0 м. Реактивное давление грунта на подошву фундамента от расчетных нагрузок, если принять распределение его по подошве равномерным, будет

кН/м² < R=350 кН/м²

Расчетная высота сечения фундамента из условия обеспечения его прочности против продавливания колонной с размерами 4040 см определяется по формуле:

где u - периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии 0.5h₀ от границы площадки опирания верхней ступени фундамента,

м.

Полная высота фундамента стаканного типа с толщиной защитного слоя бетона 40 мм при наличии бетонной подготовки в основании и предполагаемом диаметре стержней арматуры 16 мм мм.

Необходимая высота фундамента из условия обеспечения анкеровки арматуры колонны в стакане фундамента при диаметре стержней 25 мм

мм = 20 28+ 250 = 810 мм.

мм = 400 + 250 = 650 мм.

Принимаем двухступенчатый фундамент h = 900 мм с высотой верхней ступени 400 мм, нижней - 400 мм. Расчетная высота фундамента h₀ = h - а₃ -1,5d = 900 - 40 -1,5·16 = 836 мм, расчетная высота нижней ступени h_0н = h - а₃ -1,5d = 500 - 40 -1,5·16 = 436 мм.

Проверка прочности нижней ступени против продавливания. Продавливающая сила при площади нижнего основания пирамиды продавливания

кН.

Периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии 0.5h₀ от границы площадки опирания верхней ступени фундамента м.

При прочность нижней ступени против продавливания обеспечена.

Расчет плиты фундамента на изгиб. Изгибающие моменты от реактивного давления грунта в сечениях фундамента по граням колонны и уступов

кНм;

кНм.

Необходимая площадь продольной арматуры класса А400 у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях определяется по приближенной формуле

мм².

мм².

Принимаем сварную сетку из стержней диаметром 14 мм с шагом 100 мм в обоих направлениях А_s = 3014A400= 30 1,54= 4620 мм² > 3184,2 мм².

3. Расчет каменных конструкций

3.1 Расчет прочности кирпичной кладки в простенке

Нагрузка на простенок в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа, кН: снеговая для II снегового района

рулонный ковер кровли - 100 Н/м²

асфальтовая стяжка при Н/м³ толщиной 15 мм

утеплитель - древесно-волокнистые плиты толщиной 80 мм при плотности Н/м³

пароизоляция - 50 Н/м²

сборные железобетонные плиты покрытия - 1750 Н/м²

вес железобетонной фермы

вес карниза на кирпичной кладке стены при Н/м³

вес кирпичной кладки выше отметки +2.53

сосредоточенная от ригелей перекрытий (условно без учета неразрезности ригелей)

вес оконного заполнения при Н/м²

Cуммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. +2.53

кН.

Допускается считать стену расчлененной по высоте на однопролетные элементы с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки кН в пределах данного этажа считаются приложенными с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения стены.

Расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля P до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более одной трети глубины заделки ригеля и не более 7 см.

При глубине заделки ригеля в стену а_з = 380 мм, а_з: 3 = 380: 3 = 127 мм > 70 мм принимаем точку приложения опорного давления Р = 482,8 кН на расстоянии 70 мм от внутренней грани стены.

Расчетная высота простенка в нижнем этаже мм.

За расчетную схему простенка нижнего этажа здания принимаем стойку с защемлением в уровне обреза фундамента и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.

Гибкость простенка, выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 25, при R = 1,3 МПа, определяется при упругой характеристике кладки = 1000;

коэффициент продольного изгиба = 0,985. В стенах с жесткой верхней опорой продольный прогиб в опорных сечениях может не учитываться ( = 1,0). В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине = 0,985. В приопорных третях высоты изменяется линейно от = 1,0 до расчетной величины = 0,985. Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенка, в уровнях верха и низа оконного проема

величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема кН:

.

Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка, кН:

Эксцентриситеты продольных сил е₀ = М: N:

мм < 0,45 y = 0,45 250 = 115 мм;

мм < 0,45 y = 115 мм;

мм < 0,45 y = 115 мм;

мм.

Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения определяется по формуле где ( коэффициент продольного прогиба для всего сечения элемента прямоугольной формы; ); m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (при h = 510 мм > 300 мм принимают m_g = 1,0); А - площадь сечения простенка.

Несущая способность (прочность) простенка в уровне опирания ригеля при = 1,00; е₀ = 34,7 мм;

_с = 0,97;

3237,5 кН > 2576,6 кН

Несущая способность простенка в сечении I-I при = 0,996; е_0I = 31,7 мм; _с = 0,971,

2666 кН> 2587,5 кН.

Несущая способность простенка в сечении II-II при = 0,987; е_0II = 9,7 мм; _с = 0,981;

2687,9 кН > 2643,1 кН.

Несущая способность простенка в сечении III-III в уровне обреза фундамента при центральном сжатии е₀ = 0; = 1,0:

3971,4 кН > 2681,1 кН.

Следовательно, прочность простенка во всех сечениях нижнего этажа здания достаточна.

3.2 Расчет центрального сжатого кирпичного столба (колонны)

В учебных целях рассматриваем вариант замены железобетонной колонны в нижнем этаже здания кирпичным столбом. Кирпичный столб проектируем из глиняного кирпича пластического прессования марки 200 на растворе марки 50 с расчетным сопротивлением кладки R = 2,2 МПа. Упругая характеристика неармированной кладки = 1000.

Нагрузка на кирпичный столб нижнего этажа в уровне обреза фундамента условно принимается N = 3139 кН.

Принимаем кирпичный столб сечением 910910 мм (3 Ѕ кирпича).

При l₀ = 2580 мм, = 1000 гибкость столба а коэффициент продольного изгиба = 1,0.

При меньшем размере сечения столба h = 910 мм > 300 мм коэффициент = 1,0

Несущая способность неармированного кирпичного столба

Н = 1821,8 кН < 3139 кН.

Следовательно, прочность неармированного кирпичного столба недостаточна.

Для повышения прочности кирпичного столба применяем армирование кладки горизонтальными сварными сетками с перекрестными стержнями из арматуры класса В500 диаметром 5 мм (A_s = 0,196 см²) с расчетным сопротивлением R_s = 0,6415=249 МПа и R_sn = 0,6500=300 МПа.

Шаг стерженй в сетках с = 70 см, сетки располагаются в горизонтальных швах кладки через два ряда кирпичей, s = 150 мм

Процент армирования кладки по объему

Расчетное сопротивление армированной кладки столба осевому сжатию при растворе марки 50

МПа < 2,0R = 2,0 2,2 = 4,4 МПа.

Упругая характеристика кладки с сетчатой арматурой

монолитный железобетонный фундамент балка

коэффициент продольного изгиба армированного при ^h = 3,0 и _sh = 1000, = 1,0.

Несущая способность армированного кирпичного столба

кН > 3139 кН.

Следовательно, прочность кирпичного столба, армированного сетками, достаточна.

Список литературы

СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., 2004.

Свод правил по проектированию и строительству СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М., 2004.

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101 - 2003). М., 2005.

СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования. М., 1983.

Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22 - 81). М., 1989.

Байков И.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1985.

Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1989.

СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. М., 2016.

Размещено на Allbest.ru