Проектирование конструкций многоэтажного каркасного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительных конструкций

Пояснительная записка к курсовой работе:

«Проектирование конструкций многоэтажного каркасного здания»

Выполнил студент:

Горбачёва И.Н.

07ГСХ 003

Проверил преподаватель:

Ротштейн Д.М.

Тюмень, 2012



Оглавление

1. Проектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия

1.1 Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

1.2 Расчет и конструирование сборного ригеля перекрытия

1.2.1 Исходные данные и нагрузки

1.2.2 Определение усилий в ригеле

1.2.3 Расчет прочности нормальных сечений ригеля на действие изгибающего момента

1.2.4 Расчет прочности наклонных сечений ригеля на действие поперечных сил

1.2.5 Построение эпюры материалов

2. Расчет и конструирование колонны

2.1 Определение нагрузок и усилий колонне

2.2 Расчет прочности колонны

3. Расчет и конструирование фундамента под колонну

3.1 Определение размеров подошвы фундамента

3.2 Определение высоты фундамента

3.3 Расчет фундамента на продавливание

3.4 Определение площади арматуры подошвы фундамента

Библиографический список



1. Проектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия

1.1 Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

Балочное междуэтажное перекрытие состоит из плит и ригелей, опирающихся на колонны.

Компоновка сборного балочного перекрытия включает в себя:

- выбор направления ригелей, форму и размеры их поперечного сечения;

- выбор типа и размеров плит перекрытия.

Направление ригелей, как правило, выбирается поперечным. Тем самым определяется конструктивная схема поперечных рам здания. Тип поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит перекрытия. Высота сечения ригеля h = (1/8-1/10) l, где l - пролет ригеля, ширина его сечения b = 20 или 30 см.

Тип плит перекрытия принимается по архитектурно-планировочным требованиям и с учетом величины действующей временной (полезной) нагрузки на перекрытие. При временной нагрузке v ? 700 кг/м2 используются многопустотные плиты, высота сечения которых составляет 22 см.

Раскладка плит на плане перекрытия выполняется в продольном направлении с использованием 3-х типоразмеров плит: рядовые плиты шириной 1,2 - 2,4 м, связевые плиты-распорки шириной 0,6 - 1,8 м, фасадные плиты - распорки шириной 0,6 - 0,95 м.

- каркасное 6-ти этажное здание размерами в плане 54,0Ч15,6 м, с сеткой колонн 6Ч5,2 м, высотой этажа 4,0 м;

- связевая конструктивная схема здания с поперечным расположением ригелей;

- ригель таврового сечения шириной b = 20 см, высотой h =1/14Ч520 =37 см без предварительного напряжения арматуры. Размеры поперечного сечения ригеля могут быть уточнены при его последующем расчете;

- плиты многопустотные высотой 22 см, ширина рядовых плит 1,2 м, плит- распорок между колоннами - 1,6, фасадных плит-распорок - 1,0;

- колонны сечением 40Ч40 см;

- временная нагрузка на перекрытие 300 кг/м², коэффициент надежности по нагрузке г=1,3;

- коэффициент надежности по назначению г= 0,95;

- район строительства - г. Нефтеюганск.

В курсовой работе определены основные размеры рядовых плит перекрытия П1: длина плиты L = 6000 - 200 - 20 = 5780 мм, расчетный пролет плиты Lо =L - (100 - 10) = 5780 - 90 = 5690 мм. Номинальная ширина плиты 1200 мм, конструктивная -1190 мм.

1.2 Расчет и конструирование сборного ригеля перекрытия

перекрытие ригель фундамент колонна

1.2.1 Исходные данные и нагрузки

Опирание ригелей на колонны каркаса здания принято шарнирным. Поэтому расчетная схема ригелей, расположенных вдоль цифровых осей, представляет собой 3-х пролетную разрезную балку. К расчету и конструированию в курсовом проекте достаточно принять ригель одного пролета с шарнирными закреплениями на опорах.

С учетом опирания пустотных плит перекрытия принято сечение ригеля размерами b Ч h = 20Ч37 см таврового профиля с полками по 100мм.

Исходя из размеров колонн и их консолей, определена длина ригеля и его расчетный пролет:

L = 5200 - 400 - 2Ч20 = 4760 мм,

L = 4760 - 130 = 4630 мм,



где 400мм - ширина колонны, 20мм - зазор между колонной и торцом ригеля, 130мм - ширина площадки опирания ригеля на консоль колонны. Сбор погонной нагрузки на ригель перекрытия в кг/м.п. проводим с учетом ширины грузовой площади ригеля, равной шагу поперечных рам 6,0 м. Расчет нагрузок ведем в табличной форме, см. табл.1.

Таблица 1 - Нагрузки на 1 м.п. ригеля перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная, кг/м.п.	Коэф. Надежности по нагрузке г	Расчетная, кг/м.п.
Постоянная
Вес ригеля, г=2500кг/м3, (0,2Ч0,37+0,2Ч0,16)Ч2500=265 кг/м.п.
	265	1,1	292
Ж/б плита перекрытия с омоноличиванием швов, г=340кг/м3, 340кг/м2Ч6=2040 кг/м.п.
	2040	1,1	2244
Ц/п стяжка,б=30мм,г=1800кг/м3, 0,03Ч1800Ч6=324 кг/м.п.
	324	1,3	421,2
Пол-паркет на мастике,б=20мм,г=500кг/м3, 0,02Ч500Ч6=60кг/м.п.
	60	1,3	78
Итого: g =	2689		3035
Временная
Перегородки, кирпич, б=120мм, г=50кг/м2, 50кг/м2Ч6=300 кг/м.п.
	300	1,2	360
Полезная (по заданию) 300кг/м2Ч6=1800 кг/м.п.	1800	1,3	2340
Итого: v=	2100		2700

Полная расчетная нагрузка:

q = g + v = 2700+ 3035,2= 5735,2 кг/м.п.

Учет коэффициента надежности по ответственности здания г= 0,95 позволяет снижение величин нагрузок на 5%. Согласно СНиП 2.01.07-85*[4] возможно снижение временной нагрузки на перекрытие в зависимости от грузовой площади ригеля введением коэффициента ш:



ш=0,4 + 0,6/,

где А= 9 м² для помещений поз. 1,2,12 [4],

А = 6,0Ч5,2=31,2 м² - грузовая площадь ригеля,

ш= 0,4 + 0,6/= 0,72,

тогда:

v =2 700 Ч 0,72 Ч 0,95 = 1847 кг/м.п.,

g = 3035Ч 0,95 = 2883 кг/м.п.

Полная расчетная погонная равномерно-распределенная нагрузка на ригель:

q = v + g = 1847 + 2883= 4730 кг/м.п.

1.2.2 Определение усилий в ригеле

Значения максимального изгибающего момента и поперечной силы вычисляем по формулам:

М = qЧL/8 = 4,73Ч4,63/8 = 12,7 тм,

Q = qЧL/2 = 4,73Ч4,63/2 = 10,9 т.

Характеристики прочности бетона и арматуры для ригеля:

- бетон тяжелый класса В30, расчетное сопротивление при сжатии R= 173 кг/см², при растяжении R=11,7 кг/см², Приложение А, г = 0,9 (п.5.1.10[1]);

- арматура продольная рабочая класса А400, расчетное сопротивление R = 3550 кг/см², поперечная рабочая арматура класса А240, R=1730 кг/см², Приложения Б, В (табл.5.8[1]).

1.2.3 Расчет прочности нормальных сечений ригеля на действие изгибающего момента

Рабочая высота сечения ригеля h = h - 5 см = 38-5 = 33см, ширина b =20 см. Расчет ведем для сечения с одиночной арматурой:

б = = б= 0,390.

Относительная высота сжатой зоны:

о = 1 - = 1- = 0,498= 0,531.

Высота сжатой зоны: х = о h_o = 0,498Ч33 = 16,434 см.

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения 33Ч20 см.

Значения = 0,531, б= 0,390 определяем по табл.3.2[3].

Так как б= 0,374 б= 0,390, сжатая арматура по расчету не требуется;

о =0,498= 0,531, поэтому площадь сечения растянутой арматуры определяем по формуле:

А== = 14,42 см².



Если о следует повысить класс бетона по прочности на сжатие или увеличить высоту ригеля на величину, кратную 5 см.

По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (см. Приложение 5) подбираем 4 22А400, А= 15,2 см²

15,2 14,4 см².

Площадь сжатой арматуры А принимаем конструктивно:

2 12 А400, А= 2,26 см².

1.2.4 Расчет прочности наклонных сечений ригеля на действие поперечных сил

Ригель опирается на колонну с помощью коротких консолей, скрытых в его подрезке, т.е. высота ригеля на опоре h =23 см, а рабочая высота h =20 см.

Прочность наклонных сечений должна быть обеспечена по бетонной полосе между наклонными сечениями, на действие поперечной силы и изгибающего момента.

Наклонные сечения принимаем у опоры консоли, образованной подрезкой. Расчетным является сечение ригеля b Ч h= 20Ч23 см.

Диаметр поперечной арматуры назначаем с учетом требований п. 8.3.10[1] в зависимости от диаметра нижних стержней продольной рабочей арматуры d =25 мм. Диаметр поперечных стержней (хомутов) принимаем 10 мм А240, их шаг на приопорном участке длиной L/4 = 4760/4 = 1190 мм предварительно принимаем S= 10 см, что 0,5 h =10 см и 30 см, согласно п. 8.3.11[1].

Проверим прочность бетонной полосы между наклонными трещинами:



Q,

где = 0,3

т.е. 0,3Ч173Ч20Ч20 = 20760 кг Q = 10900 кг, значит принятые размеры ослабленного сечения ригеля в его подрезке достаточны.

Проверим, требуется ли поперечная арматура по расчету из условия:

Q

т.е. расчет поперечной арматуры необходим.

Находим погонное сопротивление поперечной арматуры . При 2-х арматурных каркасах в сечении расположены два поперечных стержня: 2 10 мм А240, A= 1,57см², R=1730 кг/см², S= 10 см, см. выше, тогда:

qкг/см.

Поперечную силу, воспринимаемую поперечной арматурой в наклонном сечении, определим по формуле:

Q,

где = 0,75 [1],

с - длина проекции наклонного сечения , принимаемая с= 2Ч20 = 40 см, п.6.2.34[1], тогда:

Q = 0,75Ч271,61Ч40 = 8148,3 кг.



Поперечную силу, воспринимаемую бетоном в наклонном сечении, определим по формуле:

Q,

где [1],

Q= 3159 кг.

Проверим условие прочности наклонного сечения по поперечной силе:

Q + Q= 3159 + 8148,3 = 11307,3 Q = 10900 кг,

т.е. прочность наклонного сечения ригеля по поперечной силе обеспечена.

Расчет прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента произведем из условия:

М ? М+ М,

где М - изгибающий момент в наклонном сечении с проекцией «с» на продольную ось ригеля от внешних сил, расположенных по одну сторону сечения,

М = Qc - , где с= 2h=40 см.

М= 10900Ч40 - 47,30 Ч40/2 = 398160 кгсм.

М- момент, воспринимаемый продольной арматурой в наклонном сечении относительно противоположного конца наклонного сечения. В данном случае продольную арматуру короткой консоли подрезки примем 216 А400 с закреплением их сваркой к опорной закладной детали ригеля, что обеспечит их надежную анкеровку на опоре. Расчетная длина заведения стержней в глубину ригеля L = c = 40 см. Длину анкеровки каждого из принятых стержней определим согласно п.8.3.21[1] по формуле:

L,

где для d =16 А400, А= 2,01см²;

U= 2Ч3,14Ч0,8см = 5,02 см - периметр одного стержня;

R- расчетное сопротивление сцеплению,

R= 1Ч2,5Ч11,7 = 29,25 кг/см², тогда

l==48,6 см, а полная длина стержней 40 см + 48,6 см = 88,6 см.

Полную длину продольных стержней 216 А400 в наклонном сечении примем 100см, А= 2Ч2,01= 4,02 см².

М= R= R=3550Ч4,02Ч0,9Ч33 = 423848 кгсм.

М - момент, воспринимаемый поперечными стержнями в наклонном сечении на длине проекции «с», определим согласно п.6.2.35[1] по формуле:

М= 0,5Qc =0,5q = 0,5Ч271,61Ч40=217288 кгсм.

М + М= 423848 кгсм. + 217288 кгсм = 641136 кгсм М = 398160 кгсм,

т.е. прочность рассматриваемого наклонного сечения на действие изгибающего момента обеспечена.

1.2.5 Построение эпюры материалов

В п.2.2.3 определена продольная рабочая арматура в пролете ригеля из расчета на действие максимального изгибающего момента: растянутая - 4 22 А400, А= 15,2 см², сжатая - 212 А400 (принята конструктивно). Для экономии растянутой арматуры из 4-х стержней два обрываются в пролете, а два других доводятся до опор. В случае принятия растянутой продольной арматуры разных диаметров, до опор следует доводить стержни большего диаметра. Места обрыва двух арматурных стержней определяем построением эпюры материалов. Для этого необходимо точно, с соблюдением масштаба, построить эпюру моментов ригеля с определением моментов в 1/8, 2/8, 3/8 пролета. Изгибающий момент в любом сечении ригеля определим по формуле:

М= Qх - qх/2, где Q = 10,9 тн - опорная реакция, х - текущая координата, q = 4,730 т/м.п.

L = 4630 мм

при х = 1/8 L = 0,57 м, М = 4,677 тм,

при х = 2/8 L = 1,15 м, М = 3,142тм,

при х = 3/8 L = 1,73 м, М = 6,301 тм.

Площадь рабочей арматуры А= 15,2 см².

Определим изгибающий момент, который может быть воспринят сечением ригеля с принятой арматурой 422 А400

Из условия равновесия сечения RA = гRbx,

где x = оh,

о =

х = оh₀=0,52*33= 17,16 см.

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, определим по формуле:

[M]=RA(h-0,5х)=3550Ч15,2Ч(33-0,5Ч17,16)=1317703 кгсм > 1270000 кгсм,

т.е. больше действующего изгибающего момента от полной расчетной нагрузки, что означает обеспечение прочности сечения. Полученное значение откладываем в масштабе на эпюре материалов.

До опор ригеля доводим 2 22 А400, A = 7,6см², h= 33-3= 30 см,

о = х = оh₀= 0,42Ч30=12,6 см.

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением с продольной арматурой из 222 А400:

[M]= RA (h - 0,5х) = 3550Ч7,6Ч(30-0,5Ч12,6)=639426 кгсм.

Так же откладываем полученное значение на эпюре моментов горизонтальной линией, точки пересечения которой с эпюрой «М» означают точки теоретического обрыва рабочей арматуры.

Длину анкеровки обрываемых стержней определяем согласно п. 8.3.21[1] по формуле:

W = RA / RU,

где А = 3,8 см² - площадь сечения обрываемого стержня,

A=2рR² ,

U= 2рR=2Ч3,14Ч 1,1= 6,91 см - его периметр,

R= 1Ч2,5Ч11,7=29,25 кг/см² - расчетное сопротивление сцеплению (см. выше), тогда

W = принимаем W = 67 см.



2. Расчет и конструирование колонны

В 6-ти этажном зданий с прямоугольным планом размерами 54*15,6 с сеткой колон 6,0*5,2м принята к расчету средняя колонна 1-го этажа сечением 40*40см.

В качестве материалов для колонны примем бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В15, R= 86,6 кг/см², R=7,6 кг/см², Приложение А, продольную арматуру из горячетканной стали класса класса А400 R = 3550 кг/см² , Приложение Б, поперечную - из горячетканной стали класса А240.

Грузовая площадь для средней колонны составляет 6,0*5,2м=31,2 м², фрагмент плана 1-го этажа здания с грузовой площадью колонны.

2.1 Определение нагрузок и усилий в колонне

В 6-ти этажном зданий на колонну 1-го этажа действует нагрузки от 5-х междуэтажных перекрытий. Нагрузки в расчете на 1 м² перекрытия принимаем аналогичными, принятым в расчетах ригеля. Расчеты нагрузок ведем в табличной форме согласно требованиям СНиП (4), см. табл. 2.

Таблица 2 - Нагрузки на 1м² площади перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная, кг/ м2	Коэф. надежности по нагрузке г	Расчетная, кг/ м2
Постоянная
Вес ригеля, г=350кг/п*5,2/31,2=58,3 кг/ м2	58,3	1,1	64,1
Ж/б плита перекрытия с омоноличиванием швов	340	1,1	374
Ц/п стяжка,б=30мм,г=1800кг/м3, 0,03Ч1800=54 кг/ м2	54	1,3	70,2
Пол-паркет на мастике,б=20мм,г=500кг/м3, 0,02Ч500=10 кг/ м2	10	1,3	13
Итого: g =	462,3		521,3
Временная
Перегородки, кирпич, б=120мм, г=50кг/м2,	50	1,2	60
Полезная (по заданию) 300 кг/ м2 в том числе: кратковременная V=75 кг/ м2 длительная 2255 кг/ м2	300 90 210	1,3 1,3 1,3	390 117 273
Итого: v= Полная g+v	3 20 794		450 971,3

Снижение временных нагрузок на перекрытие учитываем с помощью коэффициента сочетаний ш по формуле:

ш=0,4+ (ш-0,4)/=0,4+(0,72-0,4)/v6=0,53

Где ш=0,72 определен в расчете ригеля, n=6 - количество этажей здания.

Сосредоточенная нагрузка на колонну 1-го этажа от 5-х перекрытий:

N №= г ( g+Шн)nA=0,95*(473,0+0,53*450)*6*31,2=126533 кг.

Где г= 0,95 коэффициент надежности по ответственности здания, А=31,2 м² - грузовая площадь колонны.

Собственный вес колонны 6-ти этажей:

NІ= г*г* г h_э*n*A=0.95*1.1*2500*0.4*0.4*4.0*6=10032 кг.

Далее в табличной форме выполняем сбор нагрузок на 1 м² площади покрытия, см. табл.3.

Таблица 3 - Нагрузки на 1 м² площади покрытия.

Вид нагрузки	Нормативная, кг/ м2	Коэф. надежности по нагрузке г	Расчетная, кг/ м2
Постоянная
Гидроизоляция кровли - 3слоя рубероида на битумной мастике 15кг/ м2	15	1,3	19,5
Армированная ц/п стяжка б=40мм,г=220кг/м3, 0,04Ч2200=88 кг/ м2	88	1,3	114,4
Керамзитовая разуклонка б=100мм,г=600кг/м3, 0,1Ч600=60 кг/ м2	60	1,3	78
Утеплитель-минераловатные плиты б=15020мм,г=150кг/м3, 0,15Ч150=22,5 кг/ м2	22,5	1,2	27
Пароизоляция - 1 слой рубероида 5 кг/ м2	5	1,3	6,5
Пустотная ж/б плита покрытия с омоноличиванием швов 340 кг/ м2	340	1,1	374
Итого: g =	530,5		619
Временная
Снеговая v=240*0,7=168 кг/ м2 В том числе кратковременная: 50% длительная 50%	168 84 84		240 120 120
Итого: полная g+v	698,5		859

Сосредоточенная нагрузка на колонну от покрытия:

Nі= г(g+v)A=0,95*859*31,2=25460,76кг

Полная расчетная продольная сила, действующая на колонну 1-го этажа от всех перекрытий и покрытия:

N=N№+NІ+Nі=126533+10032+25460=162025 кг

2.2 Расчет прочности колонны

Прочность колонны определяем как для внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом. При гибкости l₀ / h<20: 400/40=10 <20,

l₀=h_k=400см- высота колонны в пределах одного этажа,

h = 40 см - высота сечения колонны,

Прочность колонны определяется выражением:

l₀=0,7*( h_k +15см)=0,7*415=290,5 см - расчетная длина колонны, зависящая от характера крепления ее концов, см. рис. 9. При l₀/ h = 290,5/40=7,26 по таб. 6.2.(1) или по приложению Е находим коэффициет=0,92. А=40*40=1600смІ-площадь бетонного сечения колонны.

Тогда площадь сжатой арматуры колонны:

=

Из условия применения ванной сварки выпусков арматуры колонны при стыке минимальный ее диаметр должен быть не менее 20мм. Принимаем 4Ш 22 А400, А_s = 15,2 см² > 14,4 см²,

Коэффициент армирования

< 3%.

Поперечную арматуру принимаем Ш 10 А240 (из условия сварки с продольной арматурой). Шаг поперечных стержней S=300мм согласно конструктивным требованиям: S?15d=15*22=330 мм и S?500мм.



3. Расчёт и конструирование фундамента под колонну

Колонна сечением 40x40 см с жесткой заделкой устанавливается в стакане фундамента.

Усилия в колонне в уровне ее заделки в фундаменте: N = 162,0 тн -расчетное,

N_n=N/y_f=162,0 /1,15 = 140,8 тн -- нормативное, у_f = 1,15 -усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

Материалы фундамента: бетон тяжелый класса В15, R_b =86,6кг/см ,

R_bt = 7,5 кг/см², арматура класса А400 , R_s = 3550 кг/см². Условное расчетное сопротивление грунта R₀ = 2,6 кг/см². Глубину заложения фундамента предварительно назначаем Н₁=1,2 м - здание отапливаемое, подвала нет.

3.1 Определение размеров подошвы фундамента

Для центрально нагруженного фундамента площадь подошвы определяем по условному расчетному сопротивлению грунта R₀=2,6кг/см² по формуле:

А_ф=,

Где =2 - объёмный вес бетона фундамента и грунта на его обрезах.

Размер стороны квадратной подошвы фундамента а=а=2,7м.

Давление грунта от расчётной нагрузки

р=₀=2,6т.

3.2 Определение высоты фундамента

Рабочую высоту фундамента определим по приближённой формуле расчёта на продавливание:

h_o=-+= 47,2см,

где h_k=40см -высота сечения колонны.

полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) Продавливание

H_f=h₀+0,04=0,472+0,04= 0,512 м,

2) Заделки колонны в фундаменте

H_f=1,5h_к+0,25м=1,5Ч0,4+0,25=0,85 м,

3)Анкеровки сжатой арматуры колонны

H_f=h_ан+0,25м=79+0,25=1,04см,

Длина анкеровки

h_ан==79 см,

Где Аs,Us-соответственно, площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения. В нашем случае для арматуры d=22мм, Аs=3,801 ,Us=6,91.

=з₁з₂R_bt=1Ч2,5Ч7,5=18,75кг/см² - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном колонны.

=2R=2Ч3,14=6,91см. h_n=3550x3,801/18,75х6,91=104 см

Принимаем H_f=130см, принимаем 3-х ступенчатый фундамент с высотой ступеней, соответственно, 50см, 50см, 30см. ширина верхней ступени- а₁=1,1м, средней-а₂=1,9 м, нижней -а₃=2,7м.

Рабочую высоту нижней ступени h₀₁=46см, проверим на условие прочности по поперечной силе без поперечного армирования для единицы ширины фундамента b=100см:

Q=pl?Qmin=0,5г_blЧ R_bth₀₁b =0.5*0.9*7.6*46*100=15732кг

Q= pl =p0,5(a-aІ)=2,6*0,5Ч(270-190) Ч100=10400 кг < Q=12150 кг

Прочность нижней ступени фундамента без поперечного армирования обеспечена.

3.3 Расчёт фундамента на продавливание

Проверке на продавливание подлежит нижняя ступень фундамента на предмет продавливания ее вышерасположенным телом фундамента. Условие прочности бетонного сечения на продавливание согласно п 6.2.47(1) имеет вид:

F?R_btA_b

A_b -площадь боковой поверхности призмы продавливания.

F-продавливающая сила

F=N-p_грА=162025-2,6*(190+46)²=17215,4 кг.

А-площадь основания призмы продавливания,

А=( а₂+ h₀₁)²=(190+46)²=55696 см²,

A_b -площадь боковой поверхности призмы продавливания,

A_b=Uh₀₃ -площадь боковой поверхности призмы продавливания,

U=(a₂+h₀₃)4=(190+46)х4=944 см периметр основания призмы продавливания.

A_b=944х46=43424 см²

тогда R_btA_b=0,9х7,5х43424=293112 кг > F = 17215 кг, т.е. прочность нижней ступени фундамента на подавление обеспечена.

3.4 Определение площади арматуры подошвы фундамента

Назначим три характерных сечения по ширине фундамента 1-1, 2-2, 3-3, позволяющие учесть изменения его рабочей высоты h₀₁, h₀₂, h₀₃,и в каждом сечении определим изгибающий момент как для консольной балки, загруженной реактивным отпором грунта. Наиболее опасным будет то сечение, для прочности которого потребуется наибольшее количество арматуры.

Сечение 1-1

М _1-1=0,125р(а - h_k)² а=0,125х2,6(270-40)²Ч270=4641975 кг·см

Площадь сечения арматуры:

А_s1=²



Сечение 2-2

М _2-2=0,125р(а - а₁)² а=0,125х2,6 (270-110)²Ч270=2246400 кг·см

Площадь сечения арматуры:

А_s1=²

Сечение 3-3

М _3-3=0,125р(а - а₁)² а=0,125х2,6(270-190)²Ч270=561600 кг·см

Площадь сечения арматуры:

А_s1=²

Максимальное из полученных значений А_s1=11,5 см²

По этому значению производим подбор арматуры подошвы фундамента. Шаг арматурных стержней должен быть принят 150-300 мм при а=2,6 м < 3,0 м, минимальный диаметр стержней 12 мм. Принимаем сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой из стержней Ш14 А400 с шагом 250мм, т.е. 13Ш12 А400, А_s=14,7 > А_s1=11,5 см².

Коэффициент армирования

µ="_{min =\}= 0,1%

Где b=110 см-ширина сечения сжатой зоны сечения 1-1, равной а₁=110см.



Библиографический список

1. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ФГУП ЦПП, 2004.-53с.

2. СНИП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ФГУП ЦПП, 2004.-24с.

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). М.: ФГУП. ЦПП, 2005.-214с.

4. СНИП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: ГУП ЦПП, 1987.-35с.

Размещено на Allbest.ru