6. Расчет фундамента

Фундамент под колонну проектируется ступенчатым с повышенным подколонником. Фундамент состоит из подколонника со стаканной частью для заделки колонны и плиты. Верх подколонника расположен на отметке . Под подошвой фундамента бетонная подготовка толщиной из бетона B3,5. При этом защитный слой для нижней сетки плиты . Глубина заложения фундамента . Полная высота фундамента (кратно ).

Минимальная толщина стенки стакана по верху . Зазор между гранями колонны и стенками стакана по верху и по низу . Зазор заполняется бетонном класса B15 на мелком гравии.

Размеры сторон подколонника

,

принимаю (кратно ).

- размеры сечения колонны

Уклон всей плитной части или отдельных ступеней ограничивается пределами от 1:1 до 1:2.

Плита армируется по низу двумя рядами сеток, расположенными в перекрестном направлении. Рабочая арматура каждой сетки расположена в одном направлении с шагом . Диаметр ее определяется расчетом, но не менее . Поперечные стержни сеток от до , с шагом . Ширина сеток (кратна ). Длина сеток на короче ширины подошвы фундамента. Зазор между сетками не более . Подколонник армируется объемным каркасом, свариваемым из четырех плоских каркасов, с вертикальными стержнями с шагом вдоль сторон подколонника . Поперечные стержни плоских каркасов не доводятся до их верха примерно на глубину стакана для обоймы из пакета сеток стаканной части нанизанного на рабочие стержни каркаса. Сетки стаканной части каркаса ставятся с шагом не более 20 см и не более четверти глубины стакана по всей его высоте. Диаметр стержней сеток .

6.1 Материалы для фундамента

Арматура:

- ненапрягаемая продольная рабочая стержневая периодического профиля класса А400 (, , );

- ненапрягаемая поперечная горячекатаная гладкая класса А240 (, , )

Бетон:

- Тяжелый класса B15 ( - твердение бетона во влажном грунте, , , )

Расчетное значение по первой группе предельных состояний ;

Расчетное значение по второй группе предельных состояний

6.2 Определение размеров подошвы фундамента в плане

Фундамент под внутреннюю колонну многоэтажного здания с жесткой конструктивной схемой нагружен продольной силой с небольшим эксцентриситетом (на уровне подошвы не превышает b/30). Такие фундаменты допускается рассчитывать как центрально нагруженные.

Необходимая площадь подошвы:



где - расчетное продольное усилие, передаваемое фундаменту колонной, при коэффициентах надежности по нагрузке ;

- расчетное сопротивление грунта основания, ;

- усредненный вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его уступах.

Сечение подошвы фундамента квадратное , принимаю (кратно ).

6.3 Расчет тела фундамента на прочность

Высота всей плиты или ее нижерасположенных ступеней проверяется расчетом на прочность против продавливания в предположении, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, верхним основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом к горизонтали. Нижнее основание пирамиды лежит в плоскости рабочей арматуры плиты.

6.3.1 Прочность нижней ступени на продавливание, сечение 3-3

Поскольку верхняя ступень имеет уклон 1:1, расчет на продавливание выполняется только для нижней ступени. Рабочая высота нижней ступени . Давление на грунт от расчетной нагрузки :

- площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчетного поперечного сечения, равная:

Продавливающая сила

- площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии от границы площади приложения силы N с рабочей высотой сечения . В данном случае .

- периметр контура расчетного поперечного сечения:

Условие выполняется. Прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.

6.3.2 Проверка прочности нижней ступени по поперечной силе, сечение 3-3

6.3.3 Расчет армирования подошвы фундамента

Площадь сечения арматуры плиты определяю на всю ширину подошвы фундамента в двух сечениях:

- сечение 1-1 (по грани подколонника).

- сечение 2-2 (по грани верхней ступени).

Арматура подбирается по наибольшей площади и не менее

Принимаю в каждом направлении по одной сетке с типовой шириной , с рабочими стержнями Ш10 мм, шаг рабочих стержней . Количество рабочих стержней в каждом направлении :

Процент армирования расчетных сечений:

;

;

Подколонник армируется конструктивно объемным каркасом, свариваемым из четырех плоских каркасов с вертикальными стержнями Ш и шагом . Стаканная часть подколонника армируется пакетом сеток из стержней Ш с шагом сеток .

7. Расчет простенка наружной стены первого и верхнего этажей

7.1 Конструирование простенка

Наружные стены толщиной из силикатного кирпича марки M100 на цементно-песчаном растворе M50(, для неармированной кладки). Оконные проемы шириной-высотой.

Для расчета простенков наружной стены первого и верхнего этажей нагрузка собирается с грузовой площади , где расчетная ширина участка стены по фасаду равна расстоянию между осями смежных оконных проемов, а длина половине ширины пролета в свету:

,

где ширина оконного проема ;

Площадь простенка:

7.2 Сбор нагрузок

Сбор нагрузок выполняем в табличной форме. Нагрузка от собственной массы стены принимается центрально приложенной.

Нормативные и расчетные нагрузки на перекрытия с учетом задания на проектирование и данных.



№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная, кН/м2	гf	Расчетная, кН/м2
Постоянная g:
От веса покрытия:
1	Кровля рубероидная 3-х слойная	0.108	1.3	0.1404
2	Цементно-песчаная стяжка	0.54	1.3	0.702
3	Жёсткая мин. вата-утеплитель	0.099	1.2	0.1188
4	Пароизоляция	0.012	1.2	0.0144
5	Панель ребристая	2,5	1.1	2,75
6	Ригель таврового сечения	4,5	1.1	4,95
Итого:	7,759		8,67
От веса перекрытия:
1	Конструкция пола	0.7	1.2	0,84
2	Панель ребристая	2,5	1.1	2,75
3	Ригель таврового сечения	4,5	1.1	4,95
Итого:	7,7		8,54
Временная v:
1	Снег	1.68		2.4
2	Длительная	3	1.2	3,6
3	Кратковременная	1,5	1.2	1,8
Итого:	6,18		7,8

Нагрузка от перекрытия:

Нагрузка от покрытия:

Нагрузка от веса стены:

д = 510 мм - толщина наружной стены,

l_ПР = 4.05 м - длина простенка,

= 1800 кг/м³ - удельный вес кирпичной кладки;

коэффициент надёжности по нагрузке;

- высота стены от карниза до низа оконного проема первого этажа

Определяем изгибающий момент в сечении простенка:

Нагрузка передаётся на кирпичную кладку через панели перекрытия относительно оси стены с эксцентриситетом e_o:

, a = 120 см - глубина опирания панели перекрытия.

И создаёт изгибающий момент M, кНм:

Определяем расчетный эксцентриситет:



Расчет на прочность:

Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле (п.4.7 [8]):

N т_g1 RA_cw,

где А_c - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений (рис. 5), определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N. Положение границы площади А_c определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения:

А_c = A;

₁ =

R - расчетное сопротивление кладки сжатию;

A - площадь сечения элемента;

h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;

e₀ - эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

- коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l₀ (пп. 4.2, 4.3 [5] по табл. 18);

_c - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н по табл. 18 в плоскости действия изгибающего момента при отношении

По табл.2 СНиП II-22-81 “Каменные и армокаменные конструкции” расчётное сопротивление кладки R = 1.3 МПа, по табл.15 СНиП II-22-81 упругая характеристика кладки = 1000.

- коэффициент, учитывающий снижение несущей способности элемента при длительном действии нагрузки вследствие ползучести, при , .

- коэффициент продольного изгиба для всего сечения.

,

где - коэффициент продольного изгиба для всего сечения высотой в плоскости действия изгибающего момента, , по табл. 18 СНиП II-22-81 гибкость простенка:

>

Тогда

- площадь сжатой зоны части сечения.

A = ld = 4,050.51 = 2.091 м² - расчётная площадь сечения простенка,

где: l_ПР = 4,05 м - длина простенка; d-толщина стены.

W-коэффициент, определяемый для кирпичной кладки прямоугольного сечения из выражения:

,

- условие выполняется.

Определяем фактическую продольную силу:

Проверка условия:

- условие выполняется, следовательно, несущая способность кирпичного простенка обеспечена.



Список используемой литературы

1. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения. Нормы проектирования.

2. СП 52-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству предварительно напряженные железобетонные конструкции. 2004.

3. СНиП 11-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.

4. СНиП 2.01.07-85.Нагрузки и воздействия. М. 1987.

5. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М. Стройиздат,1991.

6. Голышев А.Б. и др. Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие / Под ред. А.Б. Голышева - 2-е изд., Киев: Будивэльнык, 1990.

Размещено на Allbest.ru