I -- момент инерции всего сечения балки;

М -- опорный момент в балке.

Рис.27 К определению геометрических характеристик сечения элементов

Прогон (сечение 30Б1)

Моменты инерции

- всего сечения I = 6328 см4;

- полок ;

- стенки .

- момент в полках ;

- момент в стенке .

Расчет горизонтальных накладок -- “рыбок”

Рыбки воспринимают моменты, передающиеся с поясов балок на колонну. Опорные моменты уравновешиваются парой сил H, действующих в уровне верхнего и нижнего поясов балки (см. рис.27):

,

; .

Верхняя “рыбка”

Расчетное усилие

, расчетное сечение 200?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Нижняя “рыбка”

Расчетное усилие , расчетное сечение 200?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Стыковые швы, прикрепляющие “рыбку” к колонне, рассчитываем на растяжение силой H:

w1,в = H1,в/t lwRwy c, (см. формулу 119 [5]),

где

t -- толщина “рыбки” t = 12 мм;

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 2t = 200 - 2·12 = 176 мм.

Rwy -- расчетное сопротивление шва растяжению, Rwy = 0,85Ry = 0,85·2400 = 2040 кгс/см2 (см. табл.3 и 51* [5]);

c -- коэффициент условий работы, с = 0,95 (см. табл.6* [5]).

Проверка напряжений

<.

Фланговые швы, прикрепляющие “рыбку” к балке, рассчитываем на срез силой H по двум сечениям:

- по металлу шва 1,f = H1,н/2f kf lw Rwf wf c (см. формулу 120 [5]);

- по металлу границы сплавления 1,z = H1,н/2z kf lwRwz wz c (см. формулу 121 [5]),

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 300 - 10 = 290 мм;

kf катет шва kf = 8 мм.

<;

<.

Прочность “рыбки” и сварных швов обеспечена.

Напряжения по металлу шва:

,

;

- по металлу границы сплавления:

,

,

где

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 290 - 10 = 280 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

Проверка напряжений:

- по металлу шва:

<;

- по металлу границы сплавления:

<.

Прочность сварных швов обеспечена.

3.4.2 Крепление ригелей к колонне 30К1

Проектируем жесткое примыкание балок к колонне.

Расчетные усилия:

50Б1 N2 = -1 тс; M2 = -19.5 тс·м; Q2 = 13 тс.

Принимаем монтажные болты М16 класса точности С.

Толщины опорных ребер, накладок, опорных столиков конструктивно t = 12 мм, “рыбки” для балок толщиной t = 14 мм. Монтажную сварку выполнять электродом Э42 по ГОСТ 9467-75. Накладки, прикрепляющие стенки балок к колонне приваривать угловыми фланговыми швами, катет шва для балок kf = 6 мм. Все прочие швы для балок kf = 6 мм. “Рыбки” к колонне приваривать стыковыми швами с разделкой кромок и подваркой корня шва.

Момент между элементами балки (полками и стенкой) распределяется соответственно их жесткостям:

- момент в полках ;

- момент в стенке , где

Iп, Iст -- моменты инерции полок и стенки соответственно;

I -- момент инерции всего сечения балки;

М -- опорный момент в балке.



К определению геометрических характеристик сечения элементов

Балка (сечение 50Б1) Для уменьшения в “рыбках” силы H (см. рис.41), возникающей от балочного момента, необходимо увеличение высоты сечения в приопорной зоне. Для этого опорный столик выполняем из колонного двутавра 30К1 с обрезкой полок.

Геометрические характеристики:

Центр тяжести .

Моменты инерции:

- всего сечения I = 110638.5 + 30023.7 = 140662.5 см4;

- полок ;

- стенки .

- момент в полках ;

- момент в стенке .

Расчет горизонтальных накладок -- “рыбок”

Рыбки воспринимают моменты, передающиеся с поясов балок на колонну. Опорные моменты уравновешиваются парой сил H, действующих в уровне верхнего и нижнего поясов балки (см. рис.41):

,

;;

Верхняя “рыбка”

Расчетное усилие

, расчетное сечение 220?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Нижняя “рыбка”

Расчетное усилие

, расчетное сечение 220?12 мм.

Напряжения

<.

Стыковые швы, прикрепляющие “рыбку” к колонне, рассчитываем на растяжение силой H:

w4,в = H4,в/t lwRwy c (см. формулу 119 [5]),

где

t -- толщина “рыбки” t = 12 мм;

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 2t =220 - 2·12 = 196 мм.

Rwy -- расчетное сопротивление шва растяжению, Rwy = 0,85Ry = 0,85·2400 = 2040 кгс/см2 (см. табл.3 и 51* [5]);

c -- коэффициент условий работы, с = 0,95 (см. табл.6* [5]).

Проверка напряжений:

<.

Фланговые швы, прикрепляющие “рыбку” к балке, рассчитываем на срез силой H по двум сечениям:

- по металлу шва 4,f =H4,н/2f kf lw Rwf wf c;

- по металлу границы сплавления H4,н/2z kf lwRwz wz c,

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = (170 - 10) + (185 - 10) = 335 ? 340 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

<;

<.

Прочность “рыбки” и сварных швов обеспечена.

Напряжения по металлу шва:

,

;

- по металлу границы сплавления:

,

,

где

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 420 - 10 = 410 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

Проверка напряжений:

- по металлу шва:

<;

- по металлу границы сплавления:

<.

Прочность сварных швов обеспечена.

3.4.1 Расчет базы колонны шестиэтажной части комплекса

Расчетные усилия принимаем из РСУ

Материал фундамента: бетон класса В20. ()

По конструктивным соображениям принимаем ширину опорной плиты

, где

- ширина полки колонны,

- вылет консоли плиты,

Принимаем в соответствии с ГОСТ 82-70*

Определяем длину плиты

, где

- расчетное сопротивление бетона фундамента

- расчетное сопротивление бетона фундамента сжатию,

Принимаем длину плиты



Вычисляем краевые напряжения в бетоне

Назначаем размеры фундамента 0.6х0.6м и уточняем коэффициент :

, где

- площадь фундамента,

- площадь плиты,

В этом случае

Схема конструкции базы

Участок 1. Плита опирается на четыре стороны. Отношение сторон

Коэффициент

Изгибающий момент

Участок 2. Плита опирается на три стороны. Отношение сторон



Коэффициент

Участок 3. Плита на этом участке работает как консольный элемент. Отношение сторон

Изгибающий момент

Толщину опорной плиты определяем по наибольшему моменту :

Толщина плиты слишком большая для уменьшения ее укрепляем ребрами.

Назначим толщину ребра 10мм,тогда

Принимаем толщину плиты 30мм.

Расчет траверсы.

Необходимая высота траверсы при четырех сварных швах с катетом = 10мм., прикрепляющих листы траверсы к полкам колонны

Принимаем высоту траверсы равной 40 см и производим проверку прочности траверсы на изгиб и на срез.

Изгибающий момент в месте приварки траверсы к колонне

Поперечная сила

Момент сопротивления листа траверсы

Условие прочности по нормальным напряжениям

Условие прочности по касательным напряжениям

Расчет ребер усиления плиты

Изгибающий момент

Поперечная сила

Требуемая высота ребра

Принимаем высоту ребра 20см. Условие прочности при срезе

Сварные швы, прикрепляющие ребра к колонне, проверяем на равнодействующее касательных напряжений от изгиба и среза. Принимаем = 10мм.,

Проверяем прочность на срез по металлу шва

Проверяем прочность швов при срезе по границе сплавления

Расчет швов, прикрепляющих траверсы и ребра к опорной плите.

Требуемый катет швов крепления траверсы к плите

Требуемый катет швов крепления ребер

Принимаем катет швов крепления к опорной плите траверс и ребер = 10мм.

3.4.1.2 Расчет анкерных болтов

Определяем усилия в анкерных болтах

, где

- длина эпюры растяжения,

- расстояние от оси анкерного болта до центра тяжести эпюры сжатия,

Тогда площадь сечения нетто одного анкерного болта

, где

- число анкерных болтов в растянутой зоне, принимаем

- усилие, воспринимаемое анкерным болтом,

- расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению,

Принимаем болты диаметром площадью нетто

3.4.2 Крепление прогонов к ригелю

Проектируем шарнирное сопряжение балок.

Расчетные усилия N3 = -0.5 тс; Q3 =5.62 тс.



Принимаем монтажные болты М16 класса точности С.

Толщину опорных ребер назначаем конструктивно t = 12 мм, катет швов, прикрепляющих ребра к главной балке kf = 8 мм. Монтажную сварку выполняем электродом Э42 по ГОСТ 9467-75, катет шва назначаем kf = 6 мм.

Расчет монтажных сварных швов

Швы рассчитываем на условный срез от опорной реакции Q примыкающей балки настила и возникающего момента М = Qe по двум сечениям (см. рис.31, 32):

- по металлу шва ;

- по металлу границы сплавления .

По металлу шва:

;

;

- по металлу границы сплавления:

;

, где

Q -- опорная реакция балки настила, Q = 5.62 тс;

e -- эксцентриситет приложения силы Q, e = 95.6 мм;

lw -- расчетная длина шва, lw =(220 - 10) + (180 - 10) = 380 мм;

f и z -- коэффициенты глубины проплавления шва, f = 0,7 и z = 1 (см. п.11.2* [5]);

wf и wz -- коэффициенты условий работы шва, wf =wz = 1 (см. п.11.2* [5]);

Rwf -- расчетное сопротивление срезу по металлу шва, Rwf = 1850 кгс/см2 (см. табл.56 [5]);

Rwz -- расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, Rwz = 1710 кгс/см2 (см. табл.3 и 51* [5]);

c -- коэффициент условий работы, с = 0,95 (см. табл.6* [5]).

Проверка напряжений:

- по металлу шва:

<;

- по металлу границы сплавления:

<.

Прочность сварных швов обеспечена.

3.4.2 Крепление прогонов к колонне 30К1

Проектируем жесткое примыкание балок к колонне.

Расчетные усилия:

30Б1 N1 = -0.5 тс; M1 = -8.5 тс·м; Q1 = -5.62 тс;



Принимаем монтажные болты М16 класса точности C.

Толщины опорных ребер, накладок, опорных столиков конструктивно t = 12 мм. Монтажную сварку выполнять электродом Э42 по ГОСТ 9467-75. Накладки, прикрепляющие стенки балок к колонне приваривать угловыми фланговыми швами, катет шва kf = 6 мм. Все прочие швы kf = 8 мм.

Момент между элементами балки (полками и стенкой) распределяется соответственно их жесткостям:

- момент в полках ;

- момент в стенке ,где

Iп, Iст -- моменты инерции полок и стенки соответственно;

I -- момент инерции всего сечения балки;

М -- опорный момент в балке.



Рис.27 К определению геометрических характеристик сечения элементов

Прогон (сечение 30Б1)

Моменты инерции

- всего сечения I = 6328 см4;

- полок ;

- стенки .

- момент в полках ;

- момент в стенке .

Расчет горизонтальных накладок -- “рыбок”

Рыбки воспринимают моменты, передающиеся с поясов балок на колонну. Опорные моменты уравновешиваются парой сил H, действующих в уровне верхнего и нижнего поясов балки (см. рис.27):

,

; .

Верхняя “рыбка”

Расчетное усилие

,

расчетное сечение 200?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Нижняя “рыбка”

Расчетное усилие

, расчетное сечение 200?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Стыковые швы, прикрепляющие “рыбку” к колонне, рассчитываем на растяжение силой H:

w1,в = H1,в/t lwRwy c, (см. формулу 119 [5]),

где

t -- толщина “рыбки” t = 12 мм;

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 2t = 200 - 2·12 = 176 мм.

Rwy -- расчетное сопротивление шва растяжению, Rwy = 0,85Ry = 0,85·2400 = 2040 кгс/см2 (см. табл.3 и 51* [5]);

c -- коэффициент условий работы, с = 0,95 (см. табл.6* [5]).

Проверка напряжений

<.

Фланговые швы, прикрепляющие “рыбку” к балке, рассчитываем на срез силой H по двум сечениям:

- по металлу шва 1,f = H1,н/2f kf lw Rwf wf c (см. формулу 120 [5]);

- по металлу границы сплавления 1,z = H1,н/2z kf lwRwz wz c (см. формулу 121 [5]),

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 300 - 10 = 290 мм;

kf катет шва kf = 8 мм.

<;

<.

Прочность “рыбки” и сварных швов обеспечена.

Напряжения по металлу шва:

,

;

- по металлу границы сплавления:

,

,

где

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 290 - 10 = 280 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

Проверка напряжений:

- по металлу шва:

<;

- по металлу границы сплавления:

<.

Прочность сварных швов обеспечена.

3.4.2 Крепление ригелей к колонне 30К1

Проектируем жесткое примыкание балок к колонне.

Расчетные усилия:

50Б1 N2 = -1 тс; M2 = -19.5 тс·м; Q2 = 13 тс

Принимаем монтажные болты М16 класса точности С.

Толщины опорных ребер, накладок, опорных столиков конструктивно t = 12 мм, “рыбки” для балок толщиной t = 14 мм. Монтажную сварку выполнять электродом Э42 по ГОСТ 9467-75. Накладки, прикрепляющие стенки балок к колонне приваривать угловыми фланговыми швами, катет шва для балок kf = 6 мм. Все прочие швы для балок kf = 6 мм. “Рыбки” к колонне приваривать стыковыми швами с разделкой кромок и подваркой корня шва.

Момент между элементами балки (полками и стенкой) распределяется соответственно их жесткостям:

- момент в полках ;

- момент в стенке , где

Iп, Iст -- моменты инерции полок и стенки соответственно;

I -- момент инерции всего сечения балки;

М -- опорный момент в балке.

К определению геометрических характеристик сечения элементов

Балка (сечение 50Б1) Для уменьшения в “рыбках” силы H (см. рис.41), возникающей от балочного момента, необходимо увеличение высоты сечения в приопорной зоне. Для этого опорный столик выполняем из колонного двутавра 30К1 с обрезкой полок.

Геометрические характеристики:

Центр тяжести

.

Моменты инерции:

- всего сечения I = 110638.5 + 30023.7 = 140662.5 см4;

- полок ;

- стенки .

- момент в полках ;

- момент в стенке .

Расчет горизонтальных накладок -- “рыбок”

Рыбки воспринимают моменты, передающиеся с поясов балок на колонну. Опорные моменты уравновешиваются парой сил H, действующих в уровне верхнего и нижнего поясов балки (см. рис.41):

,

;;

Верхняя “рыбка”

Расчетное усилие

, расчетное сечение 220?12 мм.

Напряжения (см. формулу 5 [5]):

<.

Нижняя “рыбка”

Расчетное усилие

,

расчетное сечение 220?12 мм.

Напряжения

<.

Стыковые швы, прикрепляющие “рыбку” к колонне, рассчитываем на растяжение силой H:

w4,в = H4,в/t lwRwy c (см. формулу 119 [5]),

где

t -- толщина “рыбки” t = 12 мм;

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 2t =220 - 2·12 = 196 мм.

Rwy -- расчетное сопротивление шва растяжению, Rwy = 0,85Ry = 0,85·2400 = 2040 кгс/см2 (см. табл.3 и 51* [5]);

c -- коэффициент условий работы, с = 0,95 (см. табл.6* [5]).

Проверка напряжений:

<.

Фланговые швы, прикрепляющие “рыбку” к балке, рассчитываем на срез силой H по двум сечениям:

- по металлу шва 4,f =H4,н/2f kf lw Rwf wf c;

- по металлу границы сплавления H4,н/2z kf lwRwz wz c,

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = (170 - 10) + (185 - 10) = 335 ? 340 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

<;

<.

Прочность “рыбки” и сварных швов обеспечена.

Напряжения по металлу шва:

,

;

- по металлу границы сплавления:

,

,

где

lw -- расчетная длина шва, lw = l - 10 = 420 - 10 = 410 мм;

kf -- катет шва kf = 6 мм.

Проверка напряжений:

- по металлу шва:

<;

- по металлу границы сплавления:

<.

Прочность сварных швов обеспечена.

3.5 Расчет и конструирование фермы

Сбор нагрузок, действующих на ферму и прогоны

При расчёте ссылаемся на:

- СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”;

- приложение 5 к СНиП 2.01.07-85 “Карты районирования территории России по климатическим характеристикам”

1) Нагрузка от собственного веса на 1м2 покрытия:

Номер п/п	Наименование нагрузки	Нормативная, кН/м?	Коэффициент ? f	Расчетная, кН/м?
1	Сэндвич панели	0.8	1.3	1.04
2	Прогон	0.08	1.05	0.084
	Итого	0.88		1.124

2) Снеговая нагрузка:

Снеговую нагрузку принимаем равномерно распределенной по длине прогона.

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

где Sq - вес снегового покрытия на 1м2 горизонтальной поверхности земли.

Для III региона:

Sq = 2.4кН. (согласно п.п. 5.2).

µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой

нагрузке на покрытие, µ = 1 при ? ? 250 (согласно п.п. 5.3, - 5.6).

Нормативное значение снеговой нагрузки:

,

где ?f=1,4 - коэффициент надежности по нагрузке

Составление расчётных схем нагрузок

1) Собственный вес конструкции



2)Собственный вес покрытия

3)Снеговая нагрузка

3.5.1 Расчет прогона

Прогоны воспринимают снеговую нагрузку, вес покрытия и его конструкций.

Материал прогонов - сталь С245 со следующими характеристиками:

Расчетная равномерно распределенная нагрузка на прогон

, где

Нормативная равномерно распределенная нагрузка на прогон

Изгибающий момент и требуемый момент сопротивления будут равны

Назначаем по сортаменту прокатный №24 швеллер по ГОСТ 8240-93

Проверяем прогон на прогиб

, где

Жесткость прогона обеспечена.

3.5.2 Расчет фермы

В целях унификации принимаем сечение поясов одинаковым на всем пролете. На эти усилия и подобраны сечения элементов.

Сечения растянутых элементов подбираем так, чтобы возникающие от внешних воздействий напряжения не превосходили расчетного сопротивления материала, а сечения сжатых элементов - из того условия, чтобы действующие напряжения не превышали критических напряжений. Проверку производим в двух плоскостях.

Растянутые элементы:

Сжатые элементы:

На первом этапе ориентировочно задаем коэффициент продольного изгиба , определяем необходимую площадь поперечного сечения, из сортамента подбираем соответствующий профиль, для него находим радиусы инерции относительно обеих осей и вычисляем соответствующие гибкости. Далее по максимальной гибкости определяем фактическое значение коэффициента продольного изгиба и выполняем проверку.

В нижнем поясе

(элементы 21-25)

Атр=N/Ry=45400/2400=18.92 см2. Принят профиль 100х100х5, у которого А=19 см2

Поперечное сечение ГСП.

В верхнем поясе (элементы 15-20)

Атр= N/0.7R = 44400/0.7*2400 = 26.4 см2

Примем профиль 140х140х5, у которого А = 27 см2, i =5.51 см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба

Напряжения

Условие прочности выполняется

Поскольку стержни имеют симметричное сечение, проверка выполняем только в одной плоскости.

В раскосе опорном (элементы 9,14)

Атр= N/0.7R = 23800/0.7*2400 = 14.2 см2

Примем профиль 100х100х4, у которого А = 15.36 см2, i =3.92 см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба

Напряжения

Условие прочности выполняется

В раскосе приопорном (элементы 3,8)

Атр= N/0.7R = 20300/0.7*2400 = 12.1 см2

Примем профиль 100х100х4, у которого А = 15.36 см2, i =3.92 см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба

Напряжения

Условие прочности выполняется

В раскосе (элементы 13,10)

Атр=N/Ry=7900/2400=3.3 см2. Принят профиль 80х80х4, у которого А=12.16 см2

В раскосе (элементы 4,7)

Атр= N/0.7R = 7100/0.7*2400 = 4.22 см2

Примем профиль 80х80х4, у которого А = 12.16 см2, i =3.10 см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба

Напряжения



Условие прочности выполняется

В раскосе (элементы 12,11)

Атр= N/0.7R = 1700/0.7*2400 = 1.02 см2

Примем профиль 80х80х4, у которого А = 12.16 см2, i =3.10 см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба

Напряжения

Условие прочности выполняется

В раскосе (элементы 5,6)

Атр=N/Ry=1700/2400=1 см2. Принят профиль 80х80х4, у которого А=12.16 см2

Расчет и конструирование промежуточных узлов верхнего пояса

Промежуточный узел верхнего пояса без стыка поясов, в котором сходятся два раскоса, конструируется с непосредственным примыканием стержней решетки к поясу при полуразности ширины поясов и раскосов из плоскости фермы е, не превышающей 20мм. Сварные швы накладываются по всему периметру косого среза трубы раскоса и могут быть угловыми и стыковыми.

Прочность сварных швов для прикрепления каждого раскоса проверяется по формуле:

,

где1 - расчетное усилии в данном раскосе

- расчетная ширина шва

- расчетное сопротивление стыкового шва сжатию или растяжению

Узел 11

Сжатый раскос (3) по левую сторону от узла 100х100х4,

Несущая способность пояса на продавливание от действия сжатого раскоса

Проверка несущей способности участка стенки пояса в плоскости фермы в месте примыкания сжатого раскоса

Растянутый раскос(13) по правую сторону от узла 80х80х4,



Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Узел 10

Сжатый раскос (4) по левую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на продавливание от действия сжатого раскоса

Проверка несущей способности участка стенки пояса в плоскости фермы в месте примыкания сжатого раскоса

Растянутый раскос(12) по правую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Узел 7

Растянутый раскос(14) по правую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Промежуточные узлы нижнего пояса

Узел 2

Сжатый раскос (4) по правую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на продавливание от действия сжатого раскоса



Проверка несущей способности участка стенки пояса в плоскости фермы в месте примыкания сжатого раскоса

Растянутый раскос(13) по левую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Узел 3

Сжатый раскос (12) по левую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на продавливание от действия сжатого раскоса

Проверка несущей способности участка стенки пояса в плоскости фермы в месте примыкания сжатого раскоса

Растянутый раскос(5) по правую сторону от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Узел 1

Сжатый раскос (3) по правую сторону от узла 100х100х4,

Несущая способность пояса на продавливание от действия сжатого раскоса

Проверка несущей способности участка стенки пояса в плоскости фермы в месте примыкания сжатого раскоса

Растянутый раскос(14) по левую сторону от узла 100х100х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

Узел 9 (укрупнительный узел)

Растянутые раскосы(5,6) по левую и правую стороны от узла 80х80х4,

Несущая способность пояса на вырывание от действия растянутого раскоса

· Верхний пояс сжат

Конструктивно принимаем 4 болта с каждой стороны М20 класса прочности 5,6.

· Нижний пояс растянут

Выберем высокопрочные болты М20 из стали 40Х «Селект», Ry=11 т/см2

Несущая способность одного болта

Nб=AbnRbun=

В укрупнительном узле нижнего растянутого пояса неоходимое количество болтов определяем по формуле

, где

- усилие растяжения в нижнем поясе в месте укрупнительного стыка

- коэффициент условий работы болтового соединения

- площадь поперечного болта

- расчетное сопротивление болта растяжению

Конструктивно принимаем 8 болтов.

Схема монтажного узла нижнего пояса

Конструирование и расчет опорного узла

Опорный фланец принимаем толщиной tf l=20мм и шириной 270мм. Диаметр болтов прикрепления фермы к колонне принимается конструктивно 20мм.

Проверяем напряжение смятия торца фланца от опорной реакции:

Прикрепление пояса к опорному фланцу:

=4мм

Определяем высоту опорного столика из условия прочности сварного шва на срез:

.

Принимаем высоту столика 20см, толщину 4см.

2. Исходные данные

А) Здание отдельно стоящее, тип местности согласно п. 6.5 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» В

Б)Уровень ответственности в соответствии с ГОСТ 27751-88 - II нормальный. Коэффициент надежности по ответсвенности n=1

В)Климатические условия:

- ветровой район - III, нормативный скоростной напор ветра 38 кг/м2

- снеговой район - IV

- полная расчетная величина веса снегового покрова

240 кг/м2

- средняя скорость ветра зимой (согласно карте 2 приложения 5 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия») 5 м/с

- климатический район в соответствии c рисунком 1

СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» II B

- климатический район по ГОСТ 16350-80 II5 (умерен)

- расчетная температура наиболее холодной пятидневки

обеспеченностью 0,92 (согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)минус 310С

- абсолютная минимальная температура атмосферного воздуха

(согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология») минус 480С

- температура атмосферного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92

(согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология») минус 360С

- температура атмосферного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98

(согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология») минус 360С

Г) Эксплуатационные характеристики внутри помещений

- расчетная температура в здании при его эксплуатации в холодный период года:+ 200С

- средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца СНиП 23-01-99 72 %

- относительная влажность воздуха внутри здания: (влажностный режим - нормальный) 50-60%

Д) Сейсмичность площадки строительства - отсутствует.

Е)Степень агрессивного воздействия среды (согласно СНиП 2.03.11-85)

снаружи здания неагрессивная,

в прочих помещениях неагрессивная

Ж) Нормативные параметры пожарной безопасности для стальных конструкций.

З) Степень огнестойкости (согласно СНиП 2.08.02-89*) IIIа

И) Требуемые пределы огнестойкости конструкций в часах

(согласно СНиП 2.01.02-85*);

· несущие стены и стены лестничных клеток 1;

· самонесущие стены 0,5;

· наружное навесное ограждение из панелей «сэндвич» 0,25;

· внутренние ненесущие перегородки 0,25;

· колонны 0,25;

· лестничные площадки, косоуры, ступени, балки,

· и марши лестничных клеток 1;

· несущие конструкции перекрытий 0,25;

· ограждающие конструкции покрытия, несущие ригели

· и балки покрытия, прогоны покрытия 0,25

III. РАЗДЕЛ. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

3.1 Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки

Природный рельеф строительной площадки с размерами ABxCD=226х120 м имеет незначительный перепад высот по абсолютным отметкам в пределах длины здания, который составил 142.25-140.75=1.5 м.Это свидетельствует о том, что природный рельеф площадки относительно «спокойный». Принимаем решение «сгладить» существующий природный рельеф в пределах контура, принимая рельеф с уклоном 0.002.

Абсолютную отметку планировочной поверхности принимаем равной 141.5 м. Тогда проектные «красные» отметки проектного рельефа углов строительной площадки будут иметь следующие отметки:

т.A:

т.B:

т.C:

т.D:

Углы контура проектируемого здания будут иметь следующие отметки:

т.1:

т.2:

т.3:

т.4:

т.5:

т.6:

т.7:

т.8:

т.9:

т.10:

Назначаем абсолютную отметку , соответствующую уровню чистого пола 1-го этажа проектируемого здания:

3.2 Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства заключается в уточнении наименований каждого инженерно-геологического элемента, а также в определении производных и классификационных характеристик грунтов и начального расчетного сопротивления .

3.2.1 Расчет характеристик грунтов

Расчет производится в порядке залегания ИГЭ грунта от поверхности земли по первой скважине, как наиболее близко распложенной к расчетному сечению.

Результаты расчета сведены в таблицу

№ ИГЭ	Усл. обозн.	Наименование грунта и его состояние	, м	, %				, МПа	, кПа
ИГЭ-1		Суглинок тугопластичный	2,4	8	0,5	0,689	0,944	14	218,3
ИГЭ-2		Глина полутвердая	2	24	0,25	0,847	0,956	18	269,4
ИГЭ-3		Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой	6	-	-	0,663	1	28	400
ИГЭ-4		Супесь текучая	6	5	1,2	0,621	1,036	16	239,5
ИГЭ-5		Суглинок полутвердый	3,6	9	0,111	0,721	0,862	22	238,5

3.2.2 Инженерно-геологические разрезы

3.3 Расчет и проектирование столбчатого фундамента в сечении I-I

Выполняем расчет фундаментов по буквенной оси С и цифровым 8 (1) и 9 (2).

Строительство ведется в г. Тольятти.

Подвал существует.

Мощность , начальное расчетное сопротивление и модуль деформации грунта ИГЭ-1 являются достаточными, чтобы использовать данный слой грунта в качестве несущего.

Назначаем класс бетона фундамента В20. Толщину защитного слоя .

3.3.1 Расчет центрально- нагруженного столбчатого фундамента под колонну

Расчет и проектирование фундамента (1) в сечении I-I производим по заданной расчетной нагрузке на обрез фундамента:

3.3.1.1 Определение высоты фундамента (1)

Определение расчетной высоты фундамента

Уточняем требуемую рабочую высоту плитной части фундамента по приближенной формуле:

, где

- расчетная нагрузка, передаваемая колонной на уровне обреза фундамента,

- коэффициент,

- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки,

- коэффициент, учитывающий вид материала фундамента,

- расчетное сопротивление бетона растяжению,

- реактивный отпор грунта от расчетной продольной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах,

Определяем требуемую расчетную высоту плитной части фундамента

, условие выполняется.

Полученную расчетную высоту плитной части фундамента округляем кратно 0.15 м в большую сторону, принимая равной .

Назначаем высоту фундамента, принимая во внимание, что минимальная высота фундамента должна быть не менее 1.5 м,.

3.3.1.2 Определение глубины заложения фундамента (1)

Определяем расчетную глубину промерзания несущего слоя грунта

, где

- коэффициент, учитывающий температурный режим здания,

- нормативная глубина промерзания грунта, определяемая в зависимости от климатического района строительства,

Глубина заложения для внутреннего фундамента не зависит от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубина заложения фундамента по конструктивным требованиям

, где

- высота фундамента,

- толщина слоя грунта от обреза фундамента до планировочной отметки земли,

Так как расчетная глубина промерзания грунта меньше, чем конструктивная глубина заложения фундамента, то в качестве расчетного значения глубины заложения фундамента принимаем большую из них, то есть .

Абсолютная отметка подошвы фундамента составляет:

.

3.3.1.3 Определение размеров подошвы фундамента (1)

Так как фундамент испытывает воздействие только нормальной силы, он считается центрально нагруженным. Следовательно, фундамент проектируется квадратным в плане.

Определяем предварительные (ориентировочные) размеры подошвы фундамента.

, где

- начальное расчетное сопротивление грунта ИГЭ-1,

- осредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах,

- глубина заложения фундамента,

Полученные размеры фундамента округляем в большую сторону кратно 0.3. Принимаем

Определяем соотношение длины здания к его высоте

Уточняем расчетное сопротивление грунта основания

, где

и - коэффициенты условий работы, и

- коэффициент, , так как прочностные характеристики определены непосредственными испытаниями

- коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта, для -

- ширина подошвы фундамента, ,

- коэффициент, так как

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой,

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

, где

- удельный вес грунта неразрушенной структуры ИГЭ-1

Так как расчетное сечение I-I распложено ближе к скважине №1, следовательно, толщи грунта принимаем по ней. Тогда

, где

- удельный вес грунта неразрушенной структуры ИГЭ-2

- удельный вес грунта неразрушенной структуры ИГЭ-2

- удельный вес грунта ИГЭ-3 с четом взвешивающего действия воды

, где

- удельный вес твердых частиц грунта ИГЭ-3

- плотность твердых частиц грунта ИГЭ-3

- удельный вес воды

- коэффициент пористости грунта ИГЭ-3

- удельный вес грунта ИГЭ-4 с четом взвешивающего действия воды

, где

- удельный вес твердых частиц грунта ИГЭ-4

- плотность твердых частиц грунта ИГЭ-4

- удельный вес воды

- коэффициент пористости грунта ИГЭ-4

- удельный вес грунта ИГЭ-5 с четом взвешивающего действия воды

, где

- удельный вес твердых частиц грунта ИГЭ-5

- плотность твердых частиц грунта ИГЭ-5

- удельный вес воды

- коэффициент пористости грунта ИГЭ-5

Уточняем размеры подошвы фундамента

Полученные размеры фундамента округляем в большую сторону кратно 0.3. Принимаем

Определяем максимальное и минимальное краевое давление и среднее давление под подошвой центрально нагруженного фундамента в предположении линейного распределения напряжений в грунте.

, где

Условия выполняются, следовательно, фундамент подобран правильно.

3.3.2 Расчет столбчатого фундамента-2

Расчет и проектирование фундамента (ФМЗ-2) в сечении II-II производим по заданной расчетной нагрузке на обрез фундамента:

3.3.2.1 Определение высоты фундамента (2)

Определение расчетной высоты фундамента

Уточняем требуемую рабочую высоту плитной части фундамента по приближенной формуле:

, где

- расчетная нагрузка, передаваемая колонной на уровне обреза фундамента,

Определяем требуемую расчетную высоту плитной части фундамента

, условие выполняется.

Полученную расчетную высоту плитной части фундамента округляем кратно 0.15 м в большую сторону, принимая равной .

Назначаем высоту фундамента, принимая во внимание, что минимальная высота фундамента должна быть не менее 1.5 м,.

3.3.2.2 Определение глубины заложения фундамента (2)

Глубина заложения принимаем аналогичной 1.

Абсолютная отметка подошвы фундамента составляет:

.

3.3.2.3 Определение размеров подошвы фундамента (2)

Так как фундамент испытывает воздействие только нормальной силы, он считается центрально нагруженным. Следовательно, фундамент проектируется квадратным в плане.

Определяем предварительные (ориентировочные) размеры подошвы фундамента.

Полученные размеры фундамента округляем кратно 0.3. Принимаем

Уточняем расчетное сопротивление грунта основания

Уточняем размеры подошвы фундамента

Полученные размеры фундамента округляем кратно 0.3. Принимаем

Уточняем расчетное сопротивление грунта основания

Определяем максимальное и минимальное краевое давление и среднее давление под подошвой центрально нагруженного фундамента в предположении линейного распределения напряжений в грунте.

, где

Окончательно принимаем размеры подошвы

3.4 Вычисление вероятной осадки фундаментов с учетом взаимного влияния

3.4.1 Вычисление вероятной осадки фундамента (1)

Вычисление вероятной осадки столбчатого фундамента-1 в сечении II-II производится методом послойного суммирования.

Вычисляем ординаты эпюр природного давления (вертикальные напряжения от действия собственного веса грунта) и вспомогательной по формуле

Расчет ведем в табличной форме

Точка
0	-	-	0	0
1	19,9	1,8	35,82	7,16
2	19,9	0,6	47,76	9,55
3	19	2	85,76	17,15
4	9,98	6	145,64	29,13
5	10,4	6	208,04	41,61
6	9,88	3,6	243,61	48,72

Определяем дополнительное вертикальное давление по подошве фундамента

Разбиваем толщу под подошвой фундамента на элементарные подслои толщиной

Величину общей осадки определяем по формуле

Дополнительные напряжения в грунте от взаимного влияния фундаментов вычисляем методом угловых точек

,

где - давление по подошве столбчатого фундамента-2,

Расчет выполняем в табличной форме

0.00	0.00	0.250	0.250	0.00
0.36	0.74	0.245	0.222	12.65
0.44	0.92	0.242	0.207	19.25
0.71	1.48	0.225	0.158	36.85
1.07	2.22	0.196	0.109	47.85
1.42	2.95	0.168	0.076	50.60
1.78	3.69	0.141	0.055	47.30
1.93	4.00	0.132	0.048	46.20
2.13	4.43	0.120	0.041	43.45
2.49	5.17	0.102	0.032	38.50
2.84	5.91	0.087	0.025	34.10
3.20	6.65	0.075	0.020	30.25
3.56	7.38	0.064	0.017	25.85
3.91	8.12	0.056	0.014	23.10
4.27	8.86	0.049	0.012	20.35

Расчет осадок ведем в табличной форме

№ ИГЭ	Наименование грунта и его состояние	Мощность слоя,	, м	, м			, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	, кПа
ИГЭ-1	Суглинок тугопластичный	2.4	0.00	0.00	0.00	1.000	128.90	0.00	128.90	122.34	14000
			0.48	0.48	0.80	0.800	103.12	12.65	115.77	112.82
			0.12	0.60	1.00	0.703	90.62	19.25	109.87	102.30
ИГЭ-2	Глина полутвердая	2	0.36	0.96	1.60	0.449	57.88	36.85	94.73	87.85	18000
			0.48	1.44	2.40	0.257	33.13	47.85	80.98	76.10
			0.48	1.92	3.20	0.160	20.62	50.60	71.22	66.22
			0.48	2.40	4.00	0.108	13.92	47.30	61.22	59.77
			0.20	2.60	4.33	0.094	12.12	46.20	58.32	55.85
ИГЭ-3	Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой	6	0.28	2.88	4.80	0.077	9.93	43.45	53.38	49.68	28000 BC
			0.48	3.36	5.60	0.058	7.48	38.50	45.98	42.94
			0.48	3.84	6.40	0.045	5.80	34.10	39.90	37.40
			0.48	4.32	7.20	0.036	4.64	30.25	34.89	32.24
			0.48	4.80	8.00	0.029	3.74	25.85	29.59	27.89
			0.48	5.28	8.80	0.024	3.09	23.10	26.19	24.56
			0.48	5.76	9.60	0.020	2.58	20.35	22.93

Общая осадка

Условие выполняется.

3.4.2 Вычисление вероятной осадки фундамента (2)

Вычисление вероятной осадки столбчатого фундамента-2 в сечении II-II производится методом послойного суммирования.

Вычисляем ординаты эпюр природного давления (вертикальные напряжения от действия собственного веса грунта) и вспомогательной по формуле

Расчет ведем в табличной форме

Точка
0	-	-	0	0
1	19,9	1,8	35,82	7,16
2	19,9	0,6	47,76	9,55
3	19	2	85,76	17,15
4	9,98	6	145,64	29,13
5	10,4	6	208,04	41,61
6	9,88	3,6	243,61	48,72

Определяем дополнительное вертикальное давление по подошве фундамента

Разбиваем толщу под подошвой фундамента на элементарные подслои толщиной

Величину общей осадки определяем по формуле

Дополнительные напряжения в грунте от взаимного влияния фундаментов вычисляем методом угловых точек

,

где - давление по подошве столбчатого фундамента-1,

Расчет выполняем в табличной форме

0.00	0.250	0.250	0.00
0.90	0.212	0.210	0.52
1.00	0.204	0.201	0.77
1.80	0.148	0.139	2.32
2.70	0.106	0.090	4.12
3.60	0.080	0.061	4.90
4.33	0.065	0.046	4.90
4.50	0.062	0.044	4.64
5.40	0.050	0.032	4.64
6.30	0.040	0.025	3.87
7.20	0.033	0.019	3.61
8.10	0.028	0.016	3.09
9.00	0.024	0.013	2.84
9.90	0.020	0.011	2.32
10.80	0.017	0.009	2.06

№ ИГЭ	Наименование грунта и его состояние	, м	, м			, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	, м
ИГЭ-1	Суглинок тугопластичный	2.4	0.00	0.00	0.00	1.000	275.00	0.00	275.00	269.76	14000
			0.54	0.54	0.40	0.960	264.00	0.52	264.52	262.44
			0.06	0.60	0.44	0.944	259.60	0.77	260.37	241.35
ИГЭ-2	Глина полутвердая	2	0.48	1.08	0.80	0.800	220.00	2.32	222.32	196.55	18000
			0.54	1.62	1.20	0.606	166.65	4.12	170.77	149.57
			0.54	2.16	1.60	0.449	123.48	4.90	128.37	115.59
			0.44	2.60	1.93	0.356	97.90	4.90	102.80	99.92
ИГЭ-3	Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой	6	0.10	2.70	2.00	0.336	92.40	4.64	97.04	86.18	28000 BC
			0.54	3.24	2.40	0.257	70.68	4.64	75.32	67.23
			0.54	3.78	2.80	0.201	55.28	3.87	59.14	53.38
			0.54	4.32	3.20	0.160	44.00	3.61	47.61	43.36
			0.54	4.86	3.60	0.131	36.03	3.09	39.12	35.83
			0.54	5.40	4.00	0.108	29.70	2.84	32.54	29.94
			0.54	5.94	4.40	0.091	25.03	2.32	27.35	25.29
			0.54	6.48	4.80	0.077	21.18	2.06	23.24

Общая осадка

Условие выполняется.

3.5 Расчет тел фундаментов

3.5.1 Расчет столбчатого фундамента-1

3.5.1.1 Конструирование фундамента

Назначаем количество и высоту ступеней фундамента, принимая их кратно 0.15м.

Так как , то принимаем одну ступень фундамента, при этом высоту ступени принимаем равной .

Окончательная высота плитной части , а окончательная рабочая высота плитной части

Назначаем размеры консолей ступени плитной части, принимая их кратно 0.15м .

3.5.1.2 Расчет прочности фундамента на продавливание

Так как пирамида продавливания выходит за пределы основания фундамента, то расчет на продавливание не производим.

3.5.1.3 Расчет по прочности на раскалывание

Проверяем выполнение условия

, где

- ширина и высота сечения базы колонны,

- коэффициент трения бетона по бетону,

- коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом,

- площадь вертикального сечения фундамента,

Условие выполняется, следовательно, раскалывания фундамента не произойдет.

3.5.1.4 Расчет прочности фундамента на смятие

Проверяем выполнение условия

, где

- фактическая площадь смятия,

- расчетная площадь смятия,

- коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки,

- расчетное сопротивление бетона смятию

Условие выполняется, следовательно, смятия бетона не произойдет.

3.5.1.5 Расчет прочности фундамента по поперечной силе

Проверяем условие

Прочность ступени по поперечной силе обеспечена.

3.5.1.6 Определение сечения арматуры плитной части фундамента

Площадь сечения рабочей арматуры определяем из расчета на изгиб консольных выступов.

Определяем изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II

Площадь сечения рабочей арматуры

Задаемся шагом стержней 200мм. Тогда требуемый диаметр рабочей арматуры 8 мм. Принимаем минимально допустимый диаметр 10 мм.

3.5.1.7 Расчет прочности подколонника по нормальным сечениям

Фундамент центрально нагружен. Находим требуемую площадь сечения арматуры

Площадь сечения отрицательна. Назначаем шаг продольных стержней 250 мм. Таким образом минимально допустимый диаметр стержней 12 мм. Принимаем 3 стержня диаметром 12 мм.

3.5.1.8 Расчет прочности подколонника по наклонному сечению

Изгибающий момент

Площадь поперечной арматуры

Принимаем шаг поперечных сеток 200 мм.

Диаметр поперечных стержней 10 мм.

3.5.2 Расчет столбчатого фундамента-2

3.5.2.1 Конструирование фундамента

Назначаем количество и высоту ступеней фундамента, принимая их кратно 0.15м.

Так как , то принимаем две ступени фундамента, при этом высоту ступеней принимаем .

Окончательная высота плитной части , а окончательная рабочая высота плитной части

Назначаем размеры консолей ступеней плитной части, принимая их кратно 0.15м .

3.5.2.2 Расчет прочности фундамента на продавливание

Так как пирамида продавливания выходит за пределы основания фундамента, то расчет на продавливание не производим.

3.5.2.3 Расчет по прочности на раскалывание

Проверяем выполнение условия

, где

- ширина и высота сечения базы колонны,

- коэффициент трения бетона по бетону,

- коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом,

- площадь вертикального сечения фундамента,

Условие выполняется, следовательно, раскалывания фундамента не произойдет.

3.5.2.4 Расчет прочности фундамента на смятие

Проверяем выполнение условия

, где

- фактическая площадь смятия,

- расчетная площадь смятия,

- коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки,

- расчетное сопротивление бетона смятию

Условие выполняется, следовательно, смятия бетона не произойдет.

3.5.2.5 Расчет прочности фундамента по поперечной силе

Проверяем условие

Прочность ступени по поперечной силе обеспечена.

3.5.2.6 Определение сечения арматуры плитной части фундамента

Площадь сечения рабочей арматуры определяем из расчета на изгиб консольных выступов.

Определяем изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II

Площадь сечения рабочей арматуры

Задаемся шагом стержней 150мм. Тогда требуемый диаметр рабочей арматуры 12 мм, что больше минимально допустимого диаметра 10 мм.

3.5.2.7 Расчет прочности подколонника по нормальным сечениям

Фундамент центрально нагружен. Находим требуемую площадь сечения арматуры

Площадь сечения отрицательна. Назначаем шаг продольных стержней 0.4м. Таким образом минимально допустимый диаметр стержней 12 мм. Принимаем стержни диаметром 12 мм.

3.5.2.8 Расчет прочности подколонника по наклонному сечению

Изгибающий момент

Площадь поперечной арматуры

Принимаем шаг поперечных сеток 150 мм.

Диаметр стержней 10 мм.

3.6 Расчет фундаментной плиты

Расчет сплошной монолитной плиты производим на ЭВМ при помощи ПК «Лира 9.4».

Основные нагрузки, прикладываемые к конструкциям расчетной модели, определены в Разделе II «Расчетно-конструктивном». Для расчета фундамента добавляется расчетная постоянная нагрузка от веса фундамента (11кПа на элементы =400мм).

3.6.1 Определение расчетных характеристик и параметров фундамента

Монолитная плита принята толщиной 70 см с вылетом консольных участков за пределы сооружения 1,8 м.

В соответствии с данными несущим слой грунта основания - суглинок тугопластичный с нормативными показателями:

- плотность - 1,85 кН/м3;

- удельное сцепление - 15 кПа;

- угол внутреннего трения - 260;

- модуль деформации - 24МПа.

Модель фундамента.

Фундаментную плиту задаем элементами оболочки.

Для конечных элементов фундаментной плиты:

тип 44 - пластина толщиной 70,0 см,

модуль упругости Е = 3000000 т/м2,

коэффициент Пуассона = 0,2;

расчетная плотность = 2,75 т/м3

В расчетной модели конструкции межкомнатных перегородок не учитывались, ввиду их незначительной пространственной жесткости.

Связь фундамента с грунтом основания осуществляется введением коэффициентов постели C1 и С2. Коэффициенты пастели посчитаны при помощи

ПК «Лира 9.4». Далее следует расчет основной расчетной модели плиты.

3.6.2 Результаты расчета

Результаты статического расчета представлены в виде эпюр распределения вертикальных деформаций (по РСУ), значений реактивного давления грунта по подошве фундамента и распределения требуемого процента армирования по телу фундамента.

Полученное значение максимального реактивного давления не превышает значения расчетного сопротивления несущего слоя грунта: Наибольшее расчетное давление под подошвой фундамента Р1 = 5,5 т/м2= 55 кПа, нормативное давление Р2 = 55/1,15=47,83 кПа, что меньше расчетного сопротивления грунта R=181,2 кПа определенного по методике [ 4 ] в естественных условиях заложения без учета негативного влияния атмосферных и грунтовых вод как

,

где R - расчетное сопротивление грунта естественного сложения, определяется по формуле по характеристикам грунтов основания.

с1, с2 - коэффициенты условий работы;

k - коэффициент принимаемый равным: k=1.0 - прочностные характеристики грунта ( «», «с» ) назначены по результатам испытаний и k = 1.1;

М, Мq, Мс - коэффициенты;

kz - коэффициент принимаемый равным: k = 1.0 - при b < 10.0м,

b - ширина фундамента;

II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов ( при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды ), кН/м3;

II - то же, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

с II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

db - глубина подвала принимаемая равной 2,0 м при ширине подвала менее 20,0 м;

d1 - глубина заложения подошвы фундамента бес подвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения подошвы наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hsf - толщина пола подвала, м; - расчетное значение удельного веса конструкций пола, кН/м3.

Для суглинка:

кПа.

Величина вертикального перемещения (осадка) также не превышает нормируемого значения:

Величина относительной неравномерности осадок

3.6.3 Для проверки прочности тела фундамента выполним расчет на продавливание

Должно выполняться условие

FRbtumh0.

=1 - бетон тяжелый;

-среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах рабочей высоты сечения;

Для бетона класса В20 Rbt =1,05МПа; h0=500мм.

К расчету на продавливание.

2156,521кН<Rbtumh0=11,051064,640,510-3=2436кН. )

Прочность на продавливание обеспечена.

3.6.4 Армирование фундамента

Расчет требуемого армирования фундамента производится с помощью приложения к ПК ЛИРА -9.4 ЛирАРМ.

При расчете армирования приняты следующие материалы:

бетон - тяжелый класса по прочности В20;

арматурные стержни диаметром до 40 мм периодического профиля из стали класса А-III.

Верхняя арматура по Х.

Нижняя арматура по Х.



Нижняя арматура по У.

Верхняя арматура по У.

Эле	Продольная арматура		Поперечная	Шир.трещин
мент	AS1	AS2	AS3	AS4	ASW1	ASW2	кратк	длит
Бетон B20; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-III
96032	2.5	12.27	4.49	2.5
	2.5	12.27	4.49	2.5
94367	19.45	2.5	20.91	2.5
	19.45	2.5	20.91	2.5
93654	2.5	5.01	2.5	25
	2.5	5.01	2.5	25

По полученным результатам расчета армирования можно заключить, что для обеспечения требуемой прочности и трещиностойкости монолитного фундамента требуется следующее армирование:

для нижней зоны армирования фундаментной плиты требуются стержни 20 A-III уложенные в виде сетки с ячейкой 200 мм.;

для верхней зоны армирования фундаментной плиты требуются стержни 16 A-III уложенные в виде сетки с ячейкой 200 мм.;

для нижней зоны армирования фундаментной плиты в качестве недостающего армирования на отдельных участках необходимо применить стержни 22 A-III уложенных в виде отдельных стержней с шагом 200 мм вдоль цифровых осей и буквенных осей;

для верхней зоны армирования фундаментной плиты в качестве недостающего армирования на отдельных участках необходимо применить стержни 25 A-III уложенных в виде отдельных стержней с шагом 200 мм вдоль буквенных осей и 25 A-III уложенных в виде отдельных стержней с шагом 200 мм вдоль цифровых осей.

Поперечное армирование по площади фундаментной плиты расчетом не требуется.

3.7 Сравнение вариантов

Рассмотрим выбранные для сравнения варианты.

Столбчатый фундамент по себестоимости наиболее выгоден в данных инженерно-геологических условиях. При опасности карстообразования и при карстово- суффозионных процессов и влияний их на устойчивость и осадку проектируемого сооружении, уступает монолитной фундаментной плите, которая наиболее устойчива к неравномерным осадкам , так как обладает наибольшим количеством степеней свободы т.е статически неопределима. Остановились в выборе варианта фундамента мелкого заложения, т.е столбчатого фундамента.

IV. РАЗДЕЛ. ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

6.1 Проект производства работ

6.1.1 Технология производства работ

Организация работ по возведению несущих конструкций и перекрытий шестиэтажной части рассмотрим на примере одного этажа:

1) монтаж колонн

2) монтаж ригелей

3) монтаж прогонов

4) укладка профнастила

5) укладка арматурных сеток

6) подача и укладка бетона

а) Монтаж колонн

Перед установкой колонн должна быть проверена и смазана резьба анкерных болтов. Проверку осуществлять навертыванием гаек. Для предохранения резьбы при опускании колонны во время наводки на резьбу надеть предохранительные колпачки из кровельной стали или газовых труб с конусным верхом для облегчения прохождения в отверстия плиты.

Устанавливают колонны на выверенные гайки. Гайки наворачивать с требуемой точностью установки верхней поверхности. Поднятую колонну устанавливать, опирая на навернутые гайки и совмещая риски на колонне с разбивочными осями. Положение колонны по вертикали обеспечивается точностью установки гаек и при необходимости может быть выправлено их подкручиванием. После установки положение колонны фиксировать постановкой шайб и закреплением плиты вторыми гайками, которые зажимают опорные плиты и обеспечивают устойчивость колонны. Выверенные колонны подлить мелкозернистым бетоном.

Перед монтажом колонны разложить вдоль ряда их установки на деревянные прокладки под углом. До подъема колонны обстроить подмостями: лестницами и площадками, а также монтажными стяжными приспособлениями.

Монтаж осуществлять без перемещения крана поворотом стрелы. Стоянку располагать так, чтобы вылет стрелы позволял, повернув колонну в вертикальное положение без его изменения, поставить ее на фундамент. При одновременном подъеме колонны и повороте стрелы возможно опасное отклонение подъемного полиспаста от вертикали. Все операции выполнять на минимальной скорости.

Строповку производить выше центра тяжести, чтобы после подъема она заняла вертикальное положение. Для обеспечения вертикального положения колонны при ее установке строп должен быть закреплен по оси центра тяжести колонны или охватывать ее с двух сторон. Крепить строп за специальные предусмотренные отверстия.

Все работы по выверке производить до расстроповки колонн и их закрепления. Необходимую проверку вертикальности выполнять двумя теодолитами.

б) Монтаж ригелей и прогонов

Монтаж осуществлять отдельными элементами. Предварительно на элементы необходимо нанести риски. Ригели монтировать но опорные пластины, закрепить на ветикальных пластинах монтажными болтами. Нижний пояс, вертикальные ребра, верхнюю пластину закрепить монтажной сваркой. После выполнения всех необходимых сварных швов монтажные болты удалить. Прогоны по завершении выверки закрепить монтажной сваркой.

Строповку осуществлять двухветвевым стропом, закрепляя концы захвата за верний пояс. Также возможна строповка двухветвевыс стропом "на удав" с закреплением замком с дистанционной расстроповкой. Трос выдергивания штыря замка закрепить на концах элементов у места их крепления.

Раскладку ригелей и прогонов выполнять вдоль ряда их установки на деревянные прокладки под углом.

в) Монтаж стального профилированного настила

Между собой листы настила соединять внахлестку комбинированными заклепками. К прогонам и ригелям настил крепит самонарезающими болтами.

Листы настила укладывать вдоль линии фронта работ. Укладывать пакеты листов на подкладки, а сверху закрыть водозащитным материалом. Монтаж настила осуществлять после завершения монтажа и закрепления всех нижележащих конструкций.

Строповку осуществлять с применением траверс и захватов, которые заводят под волну настила. Укладку производить от одного конца к другому, от края к середине. Для установки болтов по месту просверливать отверстия, в которые ввернуть болт до отказа.

6.1.2 Выбор типа крана и их привязка к объекту

В зависимости от габаритных размеров возводимого здания и условий стройплощадки (расстояния до существующих сооружений) принимаем вариант установки одного башенного крана для монтажа шестиэтажной части, устанавливаемого с боковой стороны возводимой части.

Выбор и привязка крана выполняется с учетом монтажа конструкций или подъема грузов в таре наибольшей массы Q, на наибольшем удалении (наибольшем рабочем вылете крюковой подвески крана - Rраб) от оси кранового рельсового пути и при наибольшей высоте подъема груза - Нраб.