Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Разбивка балочной клетки монолитного железобетонного многоэтажного перекрытия с балочными плитами. Назначение поперечных размеров перекрытия.

1.1 Определение размеров сечений главных и второстепенных балок

1.2 Схема перекрытия

2. Расчет и проектирование балочной плиты

2.1 Определение нагрузок, действующих на плиту

2.2 Статистических расчет балочной плиты и определение расчетных моментов в расчетных сечениях.

2.3 Определение площади сечения арматуры

3. Расчет и проектирование главной балки перекрытия.

3.1 Определение нагрузок, действующих на главную балку.

3.2 Статический расчет главной балки

3.3 Подбор продольной рабочей арматуры AS в пролетах и на опорах.

3.4 Подбор поперечной арматуры (хомутов)

3.5 Составление схемы армирования

3.5 Составление эпюры материалов, уточнение схемы армирования главной балки

4 Проектирование колонны

4.1 Определение нагрузок на колонну

4.2 Подбор арматуры и составление схемы армирования

5 Проектирование и расчет монолитного железобетонного фундамента под колонну, работающую на центральное сжатие

5.1 Определение нагрузок

5.2 Предварительное определение размеров фундамента

5.3 Определение напряжений в грунте по подошве фундамента

5.4 Проверка принятых размеров из условия продавливания фундамента колонной

5.5 Подбор арматуры работающей на изгиб, составление схемы армирования



1. Разбивка балочной клетки монолитного железобетонного многоэтажного перекрытия с балочными плитами. Назначение поперечных размеров перекрытия

Исходные данные:

1) Размеры в плане здания: 36 х 18 м

2) Полезная нагрузка: Р = 20 кН/м²

3) Расчетное сопротивление грунта: R_гр. = 210 кН/м²

4) Высота этажа: H = 4 м

5) Число этажей: n = 2

1.1 Определение размеров сечений главных и второстепенных балок

Расстановку колонн производим следующим образом: шаг 6 м в направлении длинной стороны и шаг 6 м в направлении короной стороны.

Принимаем пролет главных балок (в дальнейшем гл.б.) l_гл =9,0 м

Высота поперечного сечения г.б.:

Принимаем

Пролеты второстепенных балок (в дальнейшем вт.б.) принимаем l_вт = 6,0 м

Высота поперечного сечения вт.б.

Принимаем

Ширина поперечного сечения главных и второстепенных балок:

Тогда сечение главных балок: 900х400 мм

сечение второстепенных балок: 500х200 мм

Расстояние между вт.б. принимаем равным: l_пл 1,5м

1.2 Схема перекрытия

1;2;3;4- грузовые площади на плиту; второстепенную балку; главную балку и колонну.

Рисунок 1. Балочная клетка монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами





2. Расчет и проектирование балочной плиты

2.1 Определение нагрузок, действующих на плиту

а) Постоянная нагрузка

В курсовом проекте выбираем пол из керамических плит по шлакобетонному утеплителю:

Керамические плитка, 2 см (с = 2500 кг/м³) - 500 кН/м² (50 кгс/м²)

Цементная подливка, 2 см (с = 2200 кг/м³) - 440 кН/м² (44 кгс/м²)

Шлакобетонная тепло- звукоизоляция, 10 см (с = 1200 кг/м³) - 1200 кН/м² (120 кгс/м²)

Всего gⁿ_пол = 2140 Н/м²(214 кгс/м²)

Нагрузка от собственного веса плиты:

с_ж.б. = 25 кН/м² (2500 кгс/м²)

Собственный вес	Нормативная нагрузка кH/m2	гf	Расчётная нагрузка кH/m2
Постоянная
Собственный вес плиты hпл	2,5	1.1	2,75
Собственный вес пола	2.14	1.2	2,57
Полезная временная	20	1.2	24

Принято:

Нормативная постоянная нагрузка gⁿ_с.в. = 4,64кН/м²

Расчетная постоянная нагрузка g_с.в. = 5,32кН/м²

Нормативная полезная нагрузка pⁿ=20,0кН/м²

Расчетная полезная нагрузка p = 24,0 кН/м²

При обычном статистическом расчете неразрезных балок предполагается их шарнирное опирание на опоры, не препятствующее повороту опорных сечений. Плита же ребристого перекрытия, будучи монолитно связанной с балками, не может свободно поворачиваться на промежуточных опорах. Это упругое защемление плиты на промежуточных опорах отражается главным образом на изгибающих моментах в сечениях средних пролетов. Для косвенного учета упругого защемления плиты во второстепенных балках в качестве условной расчетной и временной нагрузок принимают:

Где

постоянная и временная расчетные нагрузки, подсчитанные с учетом коэффициентов перегрузки, действующие на 1 п.м. балки шириной b = 1 м.

Указанному перераспределению нагрузки соответствует уменьшение поворота опорных сечений, которое тем самым как бы учитывает упругое защемление плиты на опорах.



2.2 Статистических расчет балочной плиты и определение расчетных моментов в расчетных сечениях

При статистическом расчете плиты (балки шириной b = 1 м) можно не строить эпюру М, достаточно определить моменты в пролетах и опорах.

Моменты в плите и других элементах монолитного перекрытия определяются либо по упругой стадии, либо с учетом образования пластических шарниров. Для перекрытия промышленных сооружений, подверженных действию динамических нагрузок, можно рекомендовать расчет по упругой стадии. В этом случае при равных пролетах неразрезной балки или пролетах, отличающихся друг от друга не более, чем на 10%, изгибающие моменты можно определить с помощью готовых таблиц. В противном случае, если пролеты отличаются друг от друга более, чем на 10%, необходимо пользоваться общими методами строительной механики. Если пролетов более пяти, то моменты в крайних пролетах (в первом и последнем) определяются как моменты в первом пролете пятипролетной балки; момент во вторых от края пролетах (во втором и предпоследнем) - как моменты во втором пролете, а во всех промежуточных - как в среднем (третьем) пролете пятипролетной балки. Аналогично определяются изгибающие моменты на опорах.

Рисунок 2. Общий вид балочной плиты



Рисунок 3. Расчетная схема пятипролетной балки

Таким образом, в плите с пятью пролетами и более необходимо найти пять значений изгибающих моментов: М₁,М₂,М₃,М_B,М_C.

Моменты М₁,М₂,М₃ - наибольшие положительные моменты (М_max) соответственно в 1, 2 и 3-м пролетах, а моменты М_B,М_C- наибольшие отрицательные моменты (М_min)соответственно на 2 и 3-й опорах. Значения этих моментов определяют с учетом невыгодного расположения временной нагрузки. Схемы невыгодного расположения нагрузки устанавливаются с помощью линий влияния.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях определим из формулы:

где:

б* - коэффициенты влияния от действия постоянной нагрузки g'

в* - коэффициенты влияния от действия временной полезной нагрузки p'

M₁q' = бq' lпл² = 0,0779*17,32*1,5² = 3,04 кН/м²

M₁p' = бp' lпл² = 0,0989*12,0*1,5² = 2,67 кН/м²

M₁ = 5,71кН/м²

M₂q' = бq' lпл² = 0,0329*17,32*1,5² = 1,28 кН/м²

M₂p' = бp' lпл² = 0,0789*12,0*1,5² = 2,13 кН/м²

M₂ = 3,41 кН/м²

M₃q' = бq' lпл² = 0,0461*17,32*1,5² = 1,8 кН/м²

M₃p' = бp' lпл² = 0,0855*12,0*1,5² = 2,3 кН/м²

M₃ = 4,1 кН/м²

M_Bq' = бq' lпл² = -0,1053*17,32*1,5² = - 4,1 кН/м²

M_Bp' = бp' lпл² = -0,1196*12,0 *1,5² = - 3,23 кН/м²

M_В = - 7,33 кН/м²

M_Cq' = бq' lпл² = -0,0799*17,32*1,5² = - 3,11 кН/м²

M_Cp' = бp' lпл² = -0,1112*12,0*1,5² = - 3,0 кН/м²

M_С = - 6,11 кН/м²

ОпределивМ₁,М₂,М₃,М_B,М_C необходимо дополнительно подсчитать значения моментов по граням второстепенных балок. Это делается потому, что по оси ребра балки фактическая высота балки больше высоты между ребрами, так как в работу плиты включается часть ребра. Вследствие этого для плиты более опасными является сечение по грани второстепенной балки. Моменты по граням опор (второстепенных балок) можно приближенно подсчитать по формуле:

где

|M_ос| - значение момента по оси опоры по модулю

l_пл - пролет плиты (расстояние между осями второстепенных балок)

b_вт - ширина второстепенной балки



Расчеты можно представить в табличной форме

Сечение	Схема загружения	б*		в*
1	1	0,0779	3,04	0,0989	2,67	5,71
2	2	0,0329	1,28	0,0789	2,13	3,41
3	1	0,0461	1,8	0,0855	2,3	4,1
В	3	-0,1053	-4,1	-0,1196	-3,23	-7,33
Вгр						5,13
С	4	-0,0799	-3,11	-0,1112	-3,0	-611
Сгр						3,9

2.3 Определение площади сечения арматуры

Для элементов монолитного ребристого перекрытия применим бетон класса В30 (R_b = 1,7 кН/см²) и арматуру классов А-II (R_s = 28 кН/см²).

По таблице находим граничные значения относительной высоты сжатой зоны и площади арматуры:

о_R = 0,610; А_0R = 0,424

Уточним полезную высоту плиты по наибольшему пролетному моменту. Зададимся оптимальным процентом армирования:

м = 0,7%

Подсчитаем относительную высоту сжатой зоны бетона:

По найденному о из таблицы найдем А₀ = 0,108.

Из пяти найденных пролетных моментов выберем наибольший по абсолютной величине и определим полезную высоту плиты и полную высоту плиты:

где а = 1,5 2,0 см - толщина защитного слоя бетона.

Принимаем толщину плиты h_пл = 8 см.

Эту толщину плиты сохраним во всех пролетах. Затем определяем параметр А₀:

Площадь арматуры найдем из зависимости:

По сортаменту подбираем количество и диаметр стержней с таким расчетом, чтобы отклонение А_{s факт} от А_sрасч в большую сторону было не более чем на 10-15%, а в меньшую не превышало 3%. Число стержней на 1 п.м. 5-14 штук. Число разных диаметров арматуры на плиту перекрытия не более 3.

Фактический процент армирования определяем по формуле:

Расчет арматуры выполним в табличной форме:

Сечение	М, кН·м	h0, см	А0	з	Аs, см2	Сортамент	Аs факт, см2	Ss, см	м, %
1	5,71	5,6	0, 1	0,942	3,87	5 Ш10	3,93		4,9
2	3,41		0, 064	0,968	2,25	5 Ш8	2,51		3,14
3	4,1		0, 077	0,960	2,73	5 Ш8	2,51		3,14
Вгр	5,13		0, 096	0,950	3,44	5 Ш10	3,93		4,9
Сгр	3,9		0, 073	0,962	2,59	5 Ш8	2,51		3,14

Для того чтобы из стержней изготовить сетку необходимо в направлении перпендикулярном главной рабочей арматуре поставить конструктивные стержни с шагом 250 мм. За конструктивную арматуру примем арматурную проволоку Вр-I (3 мм).

Арматура в расчетных сечениях подобрана по максимальным моментам, которые располагаются в середине пролета. Моменты от центра уменьшаются к опорам, что позволяет в целях экономии оборвать часть стержней пролетной арматуры до опоры. При этом до опоры должно быть доведено не менее трети всех стержней пролета, но не менее 3-х стержней.



3. Расчет и проектирование главной балки перекрытия

3.1 Определение нагрузок, действующих на главную балку

Главная балка представляет собой многопролетную неразрезную систему, как и плита. На главную балку действует нагрузка от перекрытия в виде сосредоточенной силы G (от собственного веса), а также от полезной нагрузки Р.

Постоянная нагрузка G - это нагрузка, которая передается на главную балку с учетом грузовой площади. Она складывается из собственного веса пола, плиты перекрытия, второстепенной балки и собственного веса участка главной балки длиной равной l_пл =1,5 м.

Грузовая площадь - это часть поверхности перекрытия, нагрузка действующая на которую приводиться к сосредоточенной силе и действует в данной точке на расчетный элемент.

балка перекрытие нагрузка колонна

- составляющая нагрузка от собственного веса пола и плиты;

где g - расчетная нагрузка от собственного веса 1 м² плит и пола.

- составляющая нагрузка от собственного веса пола и плиты;

- составляющая нагрузка от веса второстепенной балки;

- составляющая нагрузка от веса участка главной балки.

Коэффициент надежности по нагрузке принимаем = 1,2.

G_пол = 2,57 х 9,0 = 23,13 кН

G_пл = 2,75 х9,0 = 24,75 кН

G_вт = (0,5 - 0,08)х0,2х25х1,1х6 = 13,86 кН

G_гл* = (0,9 - 0,08)х0,4х25х1,1х1,5 = 13,53 кН

G_гл =23,13+24,75+13,86+13,53 = 75,27 кН

Расчетную полезную нагрузку Р определяем из зависимости:

где p - расчетная полезная нагрузка, действующая на 1 м² перекрытия.

3.2 Статический расчет главной балки

Так как число пролетов в главной многопролетной неразрезной балке больше пяти, то расчет выполняется по расчету 5-ти пролетной балки. А число сосредоточенных сил и в пролете главной балки составляет больше трёх, то нагрузку на неё можно привести к равномерно распределённой

Сече-ние	х/1	Постоянная нагрузка q	Полезная нагрузка p	Расчетные моменты
		б*	Mq,	в*max	в*min	Mpmax,	Mpmin,	Mmax,	Mmin,
			кН·м	(+)	(-)	кН·м (+)	кН·м (-)	кН·м	кН·м
	0,2	0,0589	239,4	0,0695	-0,0105	810,6	-122,5	1050,1	116,9
	0,4	0,0779	316,6	0,0989	-0,0211	1153,6	-246,1	1470,2	70,5
	0,6	0,0568	230,9	0,0884	-0,0316	1031,1	-368,6	1262,0	-137,7
	0,8	-0,0042	-17,1	0,0381	-0,0423	444,4	-493,4	427,3	-510,5
	0,9	-0,0497	-202,0	0,0183	-0,068	213,5	-793,2	11,4	-995,2
	1	-0,1053	-428,0	0,0144	-0,1196	168,0	-1395,0	-260,0	-1823,0
	1,1	-0,0576	-234,1	0,014	-0,0717	163,3	-836,3	-70,8	-1070,4
	1,2	-0,02	-81,3	0,03	-0,05	349,9	-583,2	268,6	-664,5
	1,4	0,0253	102,8	0,0726	-0,0474	846,8	-552,9	949,6	-450,0
	1,5	0,0328	133,3	0,0789	-0,046	920,3	-536,5	1053,6	-403,2
	1,6	0,0305	124,0	0,0753	-0,0447	878,3	-521,4	1002,3	-397,4
	1,8	-0,0042	-17,1	0,0389	-0,0432	453,7	-503,9	436,7	-521,0
	1,9	-0,0366	-148,8	0,028	-0,0646	326,6	-753,5	177,8	-902,3
	2	-0,0799	-324,8	0,0323	-0,1112	376,7	-1297,0	52,0	-1621,8
	2,1	-0,0339	-137,8	0,0293	-0,0633	341,8	-738,3	204,0	-876,1
	2,2	0,0011	4,5	0,0416	-0,0405	485,2	-472,4	489,7	-467,9
	2,4	0,0411	167,1	0,0805	-0,0385	939,0	-449,1	1106,0	-282,0
	2,5	0,0461	187,4	0,0855	-0,0395	997,3	-460,7	1184,6	-273,4
Множитель	gl2		pl2	pl2

Моменты и поперечные силы в расчетных сечениях главной балки определим по формулам:

Сечение	х/1	Постоянная нагрузка q	Полезная нагрузка p	Расчетные поперечные силы
		?*	Qq,	д*max	д *min	Qpmax,	Qpmin,	Qmax,	Qmin,
			кН	(+)	(-)	кН	кН	кН	кН
	0	0,395	178,39	0,447	-0,053	579,31	-68,69	757,70	109,70
	0,2	0,195	88,07	0,273	-0,078	353,81	-101,09	441,87	-13,02
	0,4	-0,005	-2,26	0,147	-0,152	190,51	-196,99	188,25	-199,25
	0,6	-0,105	-47,42	0,102	-0,207	132,19	-268,27	84,77	-315,69
	0,8	-0,405	-182,91	0,026	-0,431	33,70	-558,58	-149,21	-741,48
	1	-0,605	-273,23	0,015	-0,62	19,44	-803,52	-253,79	-1076,75
	1,0	0,526	237,55	0,598	-0,072	775,01	-93,31	1012,56	144,24
	1,2	0,326	147,23	0,414	-0,088	536,54	-114,05	683,77	33,18
	1,4	0,126	56,90	0,27	-0,143	349,92	-185,33	406,82	-128,42
	1,5	0,026	11,74	0,215	-0,188	278,64	-243,65	290,38	-231,91
	1,6	-0,074	-33,42	0,171	-0,245	221,62	-317,52	188,20	-350,94
	1,8	-0,274	-123,74	0,118	-0,392	152,93	-508,03	29,18	-631,78
	1,9	-0,374	-168,91	0,106	-0,48	137,38	-622,08	-31,53	-790,99
	2	-0,474	-214,07	0,103	-0,577	133,49	-747,79	-80,58	-961,86
	2,0	0,5	225,81	0,591	-0,091	765,94	-117,94	991,75	107,87
	2,2	0,3	135,49	0,406	-0,106	526,18	-137,38	661,66	-1,89
	2,4	0,1	45,16	0,26	-0,16	336,96	-207,36	382,12	-162,20
	2,5	0	0,00	0,204	-0,204	264,38	-264,38	264,38	-264,38
Множитель	gl		pl	pl

Расчетными моментами в пролетах считаются максимальные положительные моменты, а на опорах - максимальные отрицательные моменты у граней колонн, определяемые по формуле:

где

|Q| - наименьшая поперечная сила справа и слева от опоры;

b_к - ширина колонны

кН/см

кН/см

3.3 Подбор продольной рабочей арматуры AS в пролетах и на опорах

Материалы для изготовления главной балки используются те же, что и для плиты

Бетон В30 (R_b = 17 Мпа = 1,7 кН/см²; R_bt = 1,2 Мпа = 0,12 кН/см²)

Арматура класса А-III (R_S= 365 Мпа = 36,5 кН/ см²).

Уточним поперечное сечение главной балки по расчету. Так как плита монолитная, то плита входит в состав главной балки. Зададимся оптимальным процентом армирования: м = 1,5 %.

Подсчитаем относительную высоту сжатой зоны бетона:

По найденному о из таблицы найдем А₀ = 0,269

В соответствии с рекомендациями СНиП 2.03.01.-84 расчетная ширина полки b' ограничивается некоторыми пределами. Для тавровых балок в составе монолитных ребристых перекрытий b'принимается:

1) если , то выбирается: для главной балки ; для второстепенной балки или

2) если ,то

Полезную высоту балки, рассматривая её как прямоугольную, можно определить по формуле:

где - наибольший (по абсолютной величине) расчетный пролетный момент или момент у грани опоры;

- ширина ребра балки;

- табличный коэффициент, зависящий от класса бетона, класса стали и процента армирования

(Принимаем 90см)

h=h₀+a=90+5=95 см



Подбор арматуры в главной балки в расчетных сечениях

Про-лет	Сече-ние	Поперечное сечение	М, кН·м	h0, см	А0	з	Аsрасч., см2	Сортамент ns x ds	Аsфакт., см2	м %
I	1		0	90
	2	тавр	1470,2		0,0785	0,959	46,67	8Ш28	49,26	1,22
	3	прямоугольник	-1823,0		0,187	0,895	59,57	8Ш28 + сетка 6Ш16	49,26+ 12,06= 61,32	1,7
II	4
	5	тавр	1053,6		0,0562	0,971	33,03	4Ш20 4Ш25	12,56+ 24,63= 37,19	1,03
	6	прямоугольник	-1621,8		0,091	0,953	51,7	8Ш25 + сетка 6Ш16	39,27+ 12,06= 51,33	1,43
III	7
	8	тавр	1184,6		0,0632	0,967	37,81	4Ш20 4Ш25	12,56+ 24,63= 37,19	1,03

1)

Следовательно: 12 х 0,08 + 0,4=

2) Определение

М_полки

Следовательно

а)

б)

в)

г)

условие не выполняется, нейтральная ось проходит в ребре балки и сечение рассчитывается как тавровое.

На опорах

М=М_св+М_р

М_р=М-М_св=М-(b'-b)h'R_b(h₀-h'/2)

М_р(3,4)=182300-(136-40) х 8 х 1,7 х (90-8/2)=70018,4

М_р(6,7)=162180-(136-40) х 8 х 1,7 х (90-8/2)=49898,4

б)

в)

г)



Полную площадь арматуры находим из зависимости

В качестве арматуры берем 8Ш28 и 8Ш28 (А = 49,26см² А =39,27см²), недостающую площадь компенсируем арматурной сеткой:

- для опоры B - 6 Ш16 (А = 12,06 см²)

- для опоры С - 6 Ш16 (А = 12,06 см²)

3.4 Подбор поперечной арматуры (хомутов)

Для обеспечения прочности балок по наклонным сечениям у опор, где действуют наибольшие поперечные силы Q, разработаем поперечную арматуру. В нашем случае армирование производится сварными каркасами, поэтому поперечная арматура выполняется в виде хомутов.

Материалы: бетон В30 (R_b = 17 Мпа = 1,7 кН/см²; R_bt = 1,2 Мпа = 0,12 кН/см²) и арматуру класса А-I (R_S= 22,5 кН/ см², R_Sw= 17,5 кН/ см² ).

Из статики находим

Принятое сечение должно удовлетворять условию достаточности принятого сечения главной балки:

Определим величину - минимальное поперечное усилие, которое может быть воспринято бетоном (проверка необходимости постановки поперечной арматуры по расчету):

Так как то необходимо продолжить расчет и определить хомутов и шаг хомутов из условий прочности.

Определим шаг хомутов:

(максимальное расстояние между хомутами)

Шаг хомутов принимаем 500?S₁?1/3h ,а для 500?S₂?3/4h

S₁=150 мм , а S₂=400 мм

Задаемся из конструктивных соображений диаметров хомутов :

Применим диаметр хомутов , площадь поперечного сечения

и шаг хомутов S ₁= 15 см.

Проверим прочность хомутов по условиям:

1.

2.

Следует отметить, что формула Q_bw=Q_b+Q_sw=2 (?_b2bh₀²q_swR_rb) справедлива при условии h₀?C₀?2h₀ , 90?145.8? 180 , следовательно

Q_bw =1068.8

3.5 Составление схемы армирования

Для обеспечения прочной, длительной и надежной работы железобетонной конструкции необходимо не только определить продольную и поперечную арматуру, но и правильно расположить ее в расчетных сечения.

В соответствии с табл. 6 число стержней рабочей арматуры в пролетных сечениях . Стержни располагаем в два ряда большим диаметром к низу. Число плоских сварных каркасов соответствует числу поперечных стержней .

3.6 Составление эпюры материалов, уточнение схемы армирования главной балки

Арматура в пролетных сечениях подобрана по максимальным моментам. Анализируя эпюру моментов, очевидно, что часть арматуры может быть оборвана.

Места обрывов арматуры устанавливаются по эпюре материалов. Для построения эпюры материалов определяется момент , который может быть воспринят стержнями.

где:

сечение	Сортамент
2	8Ш28	49,26	1,37	0,29	0,855	1583,55
	4Ш25	12,56	0,35	0,08	0,96	796,09
3-4	8Ш28+сетка 6Ш16	61,32	1,7	0,37	0,815	1841,70
	4Ш25	12,56	0,35	0,08	0,96	796,09
5	4Ш20 4Ш25	37,19	1,03	0,22	0,89	1287,30
	4Ш25	12,56	0,35	0,08	0,96	796,09
6-7	8Ш28+сетка 6Ш16	51,33	1,43	0,31	0,845	1841,83
	4Ш25	12,56	0,35	0,08	0,96	796,09
8	4Ш20 4Ш25	37,19	1,03	0,22	0,89	1287,30
	4Ш25	12,56	0,35	0,08	0,96	796,09

При построении эпюры материалов обрываемый стержень необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние анкеровки.

Для стержней , для стержней , для стержней .



4. Проектирование колонны

Колонны предназначены для поддержания железобетонного перекрытия. Жестко связанные с главными балками, представляют собой стойки рамной конструкции, испытывающие сжимающие усилия, изгибаемые моменты и поперечные силы. При приблизительно равных пролетах главных балок, средние колонны испытывают незначительный изгиб и их можно считать практически центрально сжатыми. Для изготовления колонны принимаем бетон класса B30 ( продольную арматуру А-III ().

4.1 Определение нагрузок на колонну

Нагрузка наколону передается от главной балки перекрытия рассматриваемого этажа и от колонны вышележащего этажа.

Расчетная нагрузка на колонну:

где собственный вес колонны с перекрытием ;

средняя нагрузка на колонну от собственного веса на 1 м²,

;

грузовая площадь, ;

количество этажей, ;

временная (полезная) нагрузка .

4.2 Подбор арматуры и составление схемы армирования

Условие прочности:

при ширине колонны ;

коэффициент продольного изгиба.

- коэффициенты определяемые в зависимости от

.

Зададимся коэффициентом продольного изгиба, тогда:

А_s у нас отрицательное то это значит, что не нужна арматура, но ставим конструктивную арматуру 4Ш16= 8,04 см² , хомуты принимаем d_sw =6мм. Хомуты предназначены для объединения продольной арматуры в общий каркас, придания ему жесткости и предотвращения продольного изгиба арматуры. Шаг хомутов не более , возьмем шаг 300 мм.

Проверим значение коэффициента продольного изгиба:

5. Проектирование и расчет монолитного железобетонного фундамента под колонну, работающую на центральное сжатие

Для изготовления колонны принимаем бетон класса B20 ( продольную арматуру А-II (). Глубина заложения фундамента Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента .

5.1 Определение нагрузок

Нагрузка на фундамент равна нагрузке на колонну (п. 4.1).

5.2 Предварительное определение размеров фундамента

Предварительную высоту фундамента определим из условия прочности на срез (продавливание) по периметру колонны:

Н_ф=120 см

Длину () и ширину фундамента найдем через площадь:

среднее значение веса грунта с фундаментом .

Предварительно примем размеры фундамента

Высота нижней ступени подбирается так, чтобы в ней не требовалось поперечной арматуры,т.е. из условия

Полная высота нижней ступени при наличие бетонной подготовки, без неё а=70мм

5.3 Определение напряжений в грунте по подошве фундамента

напряжения в грунте по подошве фундамента.

Условие выполняется.



5.4 Проверка принятых размеров из условия продавливания фундамента колонной

Продавливание фундамента колонной происходит по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 45°. Условие на продавливание:

расчетная продавливающая сила;

площадь продавливания, ;

эмпирический коэффициент для тяжелых бетонов ;

рабочая высота фундамента, ;

средний периметр пирамиды,

Условие выполняется. Окончательно примем размеры фундамента

.



5.5 Подбор арматуры работающей на изгиб, составление схемы армирования

Площадь сечения рабочей арматуры определяется из расчета на изгиб консольных выступов фундамента. При высоте фундамент будет иметь три ступени. Тогда:

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента в каждом направлении:

для расчета фундамента.

При ширине фундамента и шаге стержней от 10 до 20 см число стержней в одном направлении от 34 до 17 штук. Примем в каждом направлении , шаг стержней 20,0 см.



Список использованной литературы

1. Кононов Ю.И. Железобетонные конструкции. Монолитное железобетонное ребристое перекрытие с балочными плитами: Учеб.пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 66 с.

2. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»

3. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»

4. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»

5. Малинин Н.А., Страхов А.Д. Проектирование предварительно-напряжённых железобетонных ригелей балочного типа: Метод.указания к курсовому проектированию. Л.: ЛПИ им М.И. Калинина, 1990. 38 с.

6. Строительная механика. Основы теории с примерами расчётов: Учебник/Под.ред. А.Е. Саргсяна. -2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2000. - 416 с.

7. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. Для строит. Спец. Вузов/Под ред. В.М. Бондаренко. - 3-е изд., исправл. - М.:Высш. Шк., 2004 - 876 с.: ил.

8. Партон В.З Механика разрушения: от теории к практике. - М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1990. - 250 с.: ил.

9. Железобетонные конструкции т.1 и т.2/Под ред. А.Б. Голышева. - К.:Логос, 2001.

Размещено на Allbest.ru