Проектирование 4-х этажного промышленного здания из сборных железобетонных конструкций
4-х этажное здание из сборочных железобетонных конструкций с заданными размерами в плане между внутренними стенами. Составление разбивочной схемы. Разбивка осей вдоль, поперек здания. Расчет разрезного ригеля, колонны. Расчет и конструирование фундамента.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.06.2012 |
| Размер файла | 350,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: Железобетонные конструкции
на тему: Проектирование 4-х этажного промышленного здания из сборных железобетонных конструкций
Содержание
- Задание
- 1. Составление разбивочной схемы
- 2. Разбивка осей поперек здания
- 3. Расчет разрезного ригеля Р - 2
- 4. Расчет колонны
- 5. Расчет и конструирование фундамента
- Литература
Задание
4-х этажное здание из сборочных железобетонных конструкций с размерами в плане между внутренними стенами:
Длина L = 38 м.
Ширина В = 25,1 м.
Толщина кирпичных стен = 510 мм.
Высота этажа между отметками чистого пола hэт= 4,2м.
Временная нагрузка на перекрытие Vn = 13,5кН/м2
Расчетное сопротивление грунта Ro = 0,28 МПа.
1. Составление разбивочной схемы
Разбивка осей здания (или определение номинальной длины плиты с учетом заделки плиты в торцевые стены на глубину 120мм):
1. Разбивка осей вдоль здания.
L= 38 м =38 000 мм.
Длина плиты = (L+2Ч120) /n= (38 000+2Ч120) /6 = 6373 мм (см. лист 1,2);
где: n=6 - количество пролетов в вдоль здания.
Номинальная длина плиты = 6373 мм. Конструктивная длина плиты = 6350 мм. (без учета шва между торцами плиты) (см. лист 3,4).
= - а, а = 20 мм - ширина шва (10ч30).
здание железобетонная конструкция колонна
2. Разбивка осей поперек здания
При ширине В = 25,1 м, принимаем 4 пролета, при ширине плиты в пределах 1,0ч1,5 м. Принимаем в средних пролетах 4 плиты, а в крайних по 3,5.
Номинальная ширина плиты:
=В/ (3,5+4,0+4,0+3,5) =25100/15=1673 мм. (см. лист 1).
Конструктивные размеры плиты = 1660 мм. (см. лист 3,4).
1. Разбивка осей здания (см. приложение лист 1 и 2).
Средние номинальные пролеты ригеля равны~ 6700 мм (лист 1,2).
= 1673Ч4~ 6700 мм (см. лист 1,2).
Плиты марок П-2 и П-3 являются плитами распорками, устанавливаемые по продольным осям колонн, в них предусматриваются вырезы для пропуска колонн.
В плитах при ширине более 1,2 м устраиваются поперечные ребра жесткости.
2. Расчет прочности плиты П-1
Расчет прочности плиты перекрытия состоит из расчета полки плиты и расчета продольных ребер.
2.1 Расчет полки плиты
Для упрощения расчета полка рассчитывается как неразрезная плита, работающая в коротком направлении, опорами которой служат продольные ребра. За расчетный пролет принимаются номинальная ширина плиты = 1673 мм, за вычетом двух сечений продольных ребер = 90 мм.
= - 2 Ч = 1673 - 180=1493 мм. (см. рис.1)
Сбор нагрузок:
Нагрузка на полку распределяется на условную ширину плиты b=1000 мм, высотой h =50 мм, т.е. в данном случае принимаем плиту шириной 1000 мм, высотой 50 мм и пролетом =1493 мм.
Рис.1. Расчетная схема
|
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке гf |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
|
а) Постоянная: от веса пола в виде цементной стяжки толщ.20 мм с плотностью 20 кН/м3 20x0,02=0,4 от веса плиты с объемной массой 25 кН/м2 20x0,05=1,25 |
1,2 1,1 |
0,4x1,2=0,48 1,25x1,1=1,375 |
|
|
Итого постоянная расчетная нагрузка |
g=l,855 |
||
|
б) Временная (по заданию) Vn=13,5 |
1,2 |
V=13,5x1,2=16,2 |
где, q - полная расчетная нагрузка; М - пролетный изгибающий момент
(М=);
М - опорный изгибающий момент.
Полная расчетная нагрузка: q=g+Vn= 1,855+16,2 =18,055 кН/м2
Полная расчетная нагрузка на 1,0 п. м.: q=18,055Ч1,0= 18,055 кН/м.
Изгибающие моменты (пролетный, опорный):
Мпр= - Моп= (qЧ102) /12= (18,055Ч1,4932) /12=3,354 кНЧм = 3354000 НЧмм.
Принимаем исходные данные для расчета:
Rb= Rb Чгb; Rbt= RbtЧгbl; гbl = 0,9 - коэффициент условия работы.
Плиту проектируем из бетона В15 с расчетными характеристиками:
Rb =8,5Ч0,9=7,65 МПа, Rbt= 0,75Ч0,9=0,675 МПа.
Рабочую арматуру для полки используем проволоку класса В500 с расчетным сопротивлением Rs=415 МПа.
В продольных ребрах - продольную стержневую арматуру класса А400 с расчетным сопротивлением Rs=355 МПа, поперечную арматуру (хомуты) классы А240 с Rsw= 170 МПа.
При толщине полки плиты 50 мм рабочая высота сечения ho =50-15=35 мм. (15 мм - защитный слой бетона). Определяем площадь сечения рабочей арматуры на 1 м ширины полки плиты:
бm= M/ (RbЧbЧho2) = 3354000/ (7,65Ч1000Ч352) = 0,358
0,358 < бR=0,376 (см. таблицу 3)
Требуемая площадь сечения растянутой арматуры равна:
As= Rb Ч b Ч Ч (1 - v (l - 2бm)) / Rs=
7,65Ч1000Ч35Ч (l - v l - 2Ч0,358)) / 415 = 301,4мм2
По сортаменту принимаем сварную сетку 100/100/7/7 с As=385 мм2. Сетка раскатывается вдоль продольных ребер на всю ширину полки С-3).
Дополнительная сетка С-4 заводится в продольных ребрах на 1/8 высоты ребра (рис.2, лист 3).
Рис.2
2.2 Расчет продольного ребра
Высоту продольных ребер ориентировочно принимаем из соотношения
h= (1/10ч1/15) Ч l=6350: 15 = 423 мм.
Полученное значение высоты округляем в большую сторону с кратностью 50 мм, но ограничиваем h ?450 мм.
Принимаем h=450 мм.
В качестве опорных конструкций для продольных ребер плиты принимаем ригели прямоугольного сечения шириной 350 мм.
Расчетная схема - поперечное сечение в виде таврового профиля, состоящего из bf= 1673 мм, h=450 мм, h=50 мм, bр=90 мм, а=35 мм (рис.3).
Рис.3
Сбор нагрузок, приходящихся на два продольных ребра, bн=1,673 м (см. стр.3).
|
Нормативная нагрузка, кН/м |
Коэффициент надежности по нагрузке гf |
Расчетная нагрузка, кН/м |
|
|
а) Постоянная: от веса пола 0,4x1,673=0,67 от веса плиты 1,25x1,673=2,09 от веса поперечных ребер принимаем в среднем 0,25 от веса продольных ребер 2х0,09 (0,45-0,05) х25=2.02 |
1,2 1,1 1,1 1,1 |
0,67x1,2=0,802,09x1,1=2,30 0,25x1,1=0,28 2.02x1,1=2.22 |
|
|
Итого постоянная расчетная нагрузка |
g=5,60 |
||
|
б) Временная Vn=13,5x1,673=22,539 |
1,2 |
V=22.59xl,2=27.11 |
Полная расчетная нагрузка: q = g + V = 5,60+27,11= 32,71 кН/м
За расчетную схему для продольных ребер принимаем однопролетную балку таврового сечения со свободным опиранием концов на ригели. Расчетный пролет равен расстоянию между серединами опирания ребер панели на ригели (1н= 6373 мм, см. стр.3).
1о= 1н-2Ч0,5Ч150= 6373 - 150=6223мм,
где, 150 мм - площадка опирания.
Усилие в двух продольных ребрах от расчетных нагрузок:
изгибающий момент:
М= 12,5Чq Ч 1о = 0,125Ч32,71Ч6,2232 = 158,3*106НЧмм
поперечная сила:
Q= 0,5Чq Ч 1о= 0,5Ч32,71Ч6,223 = 101,8Ч103 Н
Расчетное сечение двух продольных ребер - тавровое с полкой в сжатой зоне.
Работу бетона в швах замоноличивания в запас прочности условно не учитываем, предполагая, что при неблагоприятных условиях надежная совместная работа бетона замоноличивания с продольными ребрами за счет их сцепления может быть не обеспечена. Поэтому ширина полки, вводимая в расчет при наличии поперечных ребер, принимается без учета шва между ребрами:
b'f= bk = 1660мм
Расчетная высота сечения:
ho=h-a=450-35=415 м
2.2.1 Расчет прочности по нормальному сечению
Проверяем условие положения границы сжатой зоны:
Mceч= RbЧ b'f Ч h'f (h0-0,5Чh'f) = 7,65Ч1660Ч50Ч (415-0,5Ч50) =
=247,6Ч106 кНЧмм > М = 158,3*106НЧмм
Следовательно, граница сжатой зоны проходит в пределах полки (x< h'f) и элемент рассчитывается как прямоугольный с шириной полки b'f=1660мм.
Необходимое количество продольной арматуры класса А400 при
бm=M/ (RbЧ b'fЧ ho2) = 158,3Ч106/ (7,65Ч 1660 Ч4152) =0,072 < 0,39,
т.е. сжатая арматура по расчету действительно не требуется
As= RbЧb'f Чh0 (1 - v (1-2Ч бm)) / Rs=
7,65Ч1660 Ч415 (1-v (1-2Ч 0,072)) /355 = 1110 мм2.
Принимаем (по таблице 3 сортамента арматуры) 2Ш28А400
с As= 1232мм2>1110мм2
В каждом продольном ребре по одному диаметру 28мм класса А400.
Монтажную арматуру в каркасах продольных ребер принимаем класса А240 диаметром 10 мм с As= 78,5*2 157мм2= 0.00016 м2
2.2.2 Расчет прочности по наклонному сечению
Расчет прочности наклонных сечений продольных ребер
При Qmin =Q=101,4Ч103 Н
Q=101,4Ч103Н>
Qceч=0,5ЧRЧbЧh0=0,5Ч0,675*10Ч0,18Ч0,415=25,2Ч103H
Принимаем поперечную арматуру в балке класса А240 с Rsw=170 МПа, В двух плоских каркасах при диаметре стержней продольной рабочей арматуры ds=28 мм поперечные стержни из условия технологии сварки принимаем dw=l/3Чds= 10мм, при A= 2*78,7 = 157мм2.
Максимально допустимый шаг поперечных стержней у опор - шаг хомутов S при ho = 450-35= 415 мм: S< 1/2 h=207 мм, но не более 150мм. Принимаем шаг поперечных стержней в каркасах S=150 мм - на приопорных участках, а на средних S=300мм (0,75 ho = 0,75*415 = 311мм).
Расчет прочности по полосе между наклонными сечениями
Расчет производим из условия:
Q<Qceч=0,3Ч Rb ЧbЧh0,
где Q принимается на расстоянии не менее h0 от опоры;
0,3Ч Rb ЧbЧh0 =0,3Ч7,65*1000Ч0,18Ч0,415=171,4>Q = Q - qh0=
101,4 - 32,71*0,415 = 87,83 кН,
т.е. прочность наклонной полосы на сжатие обеспечена.
Расчет прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению
Площадь сечения одного хомута dw = 10мм по сортаменту Aswt =78,5мм2; для двух хомутов Asw= 157,0 мм. При принятом шаге хомутов Sw =150мм интенсивность хомутов составляет:
qsw=Rsw Ч Asw / s =170 Ч1000*0,000157/ 0,15 = 178 кН/м
Так как qsw= 178 кН/м> 0,25 Rb= 0,25*0,675*10Ч0,18=30,38 кН/м
Mb=l,5*RbtЧbЧh02= 1,5 Ч0,675*1000Ч0,18Ч0,4152=31,4 кНЧм
Длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения С от опоры принимаем максимально допустимое:
С= 2 Ч ho=2Ч415= 830 мм
Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению производим по условию:
Q < Qb+QSw,
где, Q - поперечная сила в наклонном сечении;
Qb - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении:
Qb=Mb/С,
Qsw - поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении:
Qsw=0,75 Ч qsw Ч С=0,75*178*0,83=110,81 кН
Qb = Mb / С = 31,4Ч106/0,83= 37,83 кН
Qb+Qsw= 37,83+110,81=148,64 кН > Q = 101,4 кН.
Прочность наклонных сечений обеспечена.
3. Расчет разрезного ригеля Р - 2
Рис.4. Расчетная схема
1Н - номинальная длина (см. приложение лист 1,2);
1К - конструктивная длина (см. приложение лист 5,6);
1О - расчетный пролет.
Для расчета принимаем ригель как разрезной прямоугольного сечения размерами bЧh = 300x650 мм.
3.1 Сбор нагрузок
Расчетная нагрузка:
а) От веса перекрытия (q Ч1н) /bн= (32,71 Ч 6,373) /1,673= 124,6 кН/м;
q - полная расчетная нагрузка, приходящая на 1п. м плиты (из расчета
продольного ребра).
1н - номинальная длина плиты;
bн - номинальная ширина плиты;
б) от веса ригеля: 25 Ч0,3 Ч 0,65 Ч1,1 = 5,36кН/м
Суммарная нагрузка: q= 124,6+ 5,36 = 130 кН/м
Изгибающий момент:
М= (q Ч 1о2) /8= (130Ч5,982) /8=581,1 кНЧм
Q= (q Ч 1о) /2 = (130 Ч 5,98) /2= 388,7 кН
Для расчета принимаем:
Бетон класса В20 с RB= 11,5 МПа, RB= гв1 Ч RB=0,9 Ч 11,5 = 10,35 МПа
RBt= 0,9 МПа, RBt= гBt ЧRBt= 0,9 Ч 0,9= 0,81 МПа.
гBt - коэффициент условия работы - учитывает длительность действия нагрузки,.
Продольная арматура класса А400 с Rs= 355 МПа; Поперечная арматура класса А240 с Rsw= 170 МПа.
3.2 Расчет прочности по нормальному сечению
ho= h-a= 650-35=615 мм, b=300 мм
бm=M/ (Rb Ч bЧ hо2) =588,1Ч106 / (10,35Ч300 Ч6152) =0,500 > бR=0,39
Поскольку расчетом получен бm = 0,500 > бR=0,39, необходимо изменить размеры ригеля и осуществить новый расчет прочности по нормальному сечению.
Для расчета принимаем ригель размерами bЧh = 350x900 мм.
Сбор нагрузок
Расчетная нагрузка:
а) От веса перекрытия (q Ч1н) /bн= (32,71 Ч 6,373) /1,673= 124,6 кН/м;
q - полная расчетная нагрузка, приходящая на 1п. м плиты (из расчета
продольного ребра, стр.7).
1н - номинальная длина плиты;
bн - номинальная ширина плиты;
б) от веса ригеля: 25 Ч0,35 Ч 0,9 Ч1,1 = 8,66кН/м
Суммарная нагрузка: q= 124,6+ 8,66 = 133,26 кН/м
Изгибающий момент:
М= (q Ч 1о2) /8= (133,26 Ч5,982) /8=595,68 кНЧм
Q= (q Ч 1о) /2 = (133,26 Ч 5,98) /2= 398,45 кН
Для расчета принимаем:
Бетон класса В20 с RB= 11,5 МПа, RB= гв1 Ч RB=0,9 Ч 11,5 = 10,35 МПа
RBt= 0,9 МПа, RBt= гBt ЧRBt= 0,9 Ч 0,9= 0,81 МПа.
гBt - коэффициент условия работы - учитывает длительность действия нагрузки,.
Продольная арматура класса А400 с Rs= 355 МПа; Поперечная арматура класса А240 с Rsw= 170 МПа.
3.2 Расчет прочности по нормальному сечению
ho= h-a= 900-35=865 мм, b=350 мм
бm=M/ (Rb Ч bЧ hо2) = 595,68Ч106 / (10,35Ч350 Ч8652) = 0,22 < бR=0,39
Поскольку расчетом получен бm = 0,22 < бR=0,39 - продолжаем расчет.
As= Rb Ч bЧh0 (1 - v (l-2Чбm)) /Rs= 10,35Ч350Ч865 (l-v (1-2Ч0,22)) /355= 2221мм2
По сортаменту принимаем 6 Ш 22 А400 с As= 2281мм2, ds= 22 мм, (лист 6,7).
М= As/ Аь= 2281/350 Ч 865= 0,0075= 0,75% > Msmin=0,l%
3.3 Расчет прочности по наклонному сечению
В наклонном сечении действует поперечная сила Q = 398,45 кН (см. стр.10). Условие прочности:
Q < Qb+Qsw
Принимаем диаметр хомутов в сечении. Диаметр одного dw= 1/3 ds= 1/3Ч22= 7,3 мм, dw= 8,0 мм с Asw= 50,3 мм2.
В сечении располагается три хомута с Asw= 151 мм2.
Шаг хомутов, учитываемых в расчете, не должен превышать Sw,max= Rbt Чb Ч ho2/Q= 0,81 Ч 350Ч8652/398,45Ч103= 532мм
Принимаем шаг хомутов S= 150 мм.
qsw= (Rsw ЧAsw) / S= (170*1000Ч0,000151) /0,15= 171 кН/м
Так как qsw= 171кН/м> 0,25 Rb= 0,25*0,675*10Ч0,35=59 кН/м
Мв= 1,5 Rbt Ч b Ч ho= 1,5Ч0,81Ч0,35Ч0,8652= 318,2 кНЧм
Длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения С от опоры принимаем максимально допустимое:
С= =1,21м, но не более
3ho=3Ч865= 2595мм. Принимаем С =1,21м.
Qв= Mв /С = 318,2/1,21 = 263кН,
Qsw= 0,75ЧqswЧС= 0,75Ч171Ч1,21= 188кН
QB+ Qsw= 188 + 263 = 451кН > Q = 398,45 кН.
Прочность по наклонному сечению достаточна.
4. Расчет колонны
Исходные данные для расчета
Принимаем к расчету наиболее нагруженную колонну среднего ряда. Расчет прочности колонны производим в наиболее нагруженном сечении - у обреза фундамента.
Нагрузку на колонну с учетом ее веса определяем от опирающихся на нее ригелей трех вышележащих межэтажных перекрытий.
При этом неразрезность ригеля условно не учитывается. Поскольку усилия в ригеле определены без учета влияния жесткости колонны, то в качестве расчетной схемы колонны условно принимаем сжатую стойку со случайным эксцентриситетом, защемленную в уровне обреза фундамента и шарнирно закрепленную в уровне середины высоты ригеля.
Расчетная длина колонны первого этажа:
10= мЧl=1Ч (hэт+ 0,7-hа-0,5 Ч hp) = 1 Ч (4,2+0,7-0,45-0,9 Ч 0,5) = 4,0 м
где:
м=1 - коэффициент закрепления опор колонны;
hэт - высота этажа по заданию;
0,7 м - расстояние от обреза фундамента до уровня чистого пола;
hа - высота плиты;
hp - высота сечения ригеля.
Принимаем колонну сечением 400 Ч 400 мм.
hcol х bcol=400 Ч 400 мм, а = 40 мм, hо =360 мм.
Бетон класса В25 с RB=0,9 Ч 14,5=13,05 МПа. Арматура класса А400 с Rs =355МПа. Хомуты из стержней класса В500 с Rsw =300 МПа.
Расчетная нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента:
N= q Ч lср Ч n + Gcol= 130 Ч 6,7 Ч3 + 58,52 = 2672 кН,
где, q - расчетная нагрузка при расчете ригеля;
lср - расстояние между осями 2-3;
n = 3 - число перекрытий; Gcol - собственный вес колонны.
Gcol = гЧh2col Ч гfЧ (hэт Ч n +0,7) = 25 Ч 0,42Ч1,1 Ч (4.2 Ч3+0,7) = 58,52 к
Расчет и конструирование. Расчетная формула колонны на центральное сжатие со случайным эксцентриситетом:
N< цЧ (Rb Чhcol,2+Rsc Ч Asc),
где: ц - коэффициент продольного изгиба, принимаемый в зависимости от гибкости элемента.
Задаемся ц = 0,9, л= lо/ hcol =4000/400= 10
Сечение арматуры колонны определяется по нижеприведенной формуле:
Asc= ( (N/ц) - RB Ч h2col) / Rsc= ( (2672 Ч/0,9) - 13,05*103Ч0,16) /355* 103 = 2279 мм 2
м = Asc / hcol Чh0=2279/400Ч360 = 0,016 ?0
Из расчета следует, что при данном сечении колонны арматура не требуется, а назначается по конструктивным требованиям.
М s min = 0.2% при 10< l0/ h <25,As= М s min Чhcol Ч h0 col =0,002Ч400Ч360=288 мм2
h0=400-40=360 мм, 4Ш10 с As =314 мм,
однако:
в соответствии с п.5.17 [2] диаметр продольных стержней должен быть не менее 16 мм.
Принимаем 4Ш16А400 с As =804 мм2 (лист 9). Хомуты принимаем диаметром 5 мм класса А500 с шагом 20*16 мм:
Sw=20Ч16=320 мм (лист 9).
Расчет консоли колонны
Рис.5.
Принимаем ширину консоли равной ширине колонны hcol =400 мм. Бетон класса В25. Арматура класса А400 и А240. Наибольшая нагрузка на консоль колонны Q= 398 кН (опорная реакция ригеля).
При классе бетона колонны В25 необходимую длину опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечения прочности ригеля на местное сжатие (смятие) при классе бетона в ригеле В20 с Rb= 10,35 МПа, Rbt= 0,81 МПа и ширине ригеля b р= 350 мм.
Минимальный вынос консоли с учетом зазора между колонной и торцом ригеля 60 мм, в соответствии с типовым решением в проектах многоэтажных зданий каркасного типа l = 250 мм и высоту консоли ригеля h = 400 мм фактическая длина площадки опирания ригеля и консоли колонны под концом ригеля.
L sup,t= 250 - 60= 190 мм.
Напряжение смятия в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля:
Gb= Q/ (lsup,f Ч bp) = 398Ч103/ (190 Ч350) = 6 МПа < Rb= 10,35 МПа.
Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена. Высота у свободного края:
hкр= h-l Чtg 45°= 400-250 Ч 1= 150 мм > h/3=400/3=133 мм.
ho= 400-35=365 мм.
Прочность консоли по наклонному сечению:
Qсеч=3,5 ЧRbtЧbЧhо=3,5 Ч 0,81Ч 400Ч365= 414 кН > Q = 398кН
Прочность обеспечена.
Расчет армирования консоли
Рис.6.
Изгибающий момент у грани колонны:
M=Q ЧС=398Ч103Ч155=61690Ч103 НЧмм,
где, С=60+0,5Чlsup= 60+0,5Ч190=155 мм.
As= М / (0,9 Ч Rs Чb Ч ho) = 61690Ч103/ (0,9 Ч 355Ч400 Ч365) = 1,32 мм2
т.е. продольная арматура в консоли не требуется. Принимаем армирование по конструктивным требованиям.
Asmin= мmin в ho=0,002 Ч 400Ч365=292 мм2
Выбираем по таблице сортамента арматуру из двух диаметров 14 мм класса А400. Консоль армируем горизонтальными хомутами, при h=400 мм шаг принимаем h/4=100 мм из арматуры Ш6 мм, установленными в двух плоскостях.
5. Расчет и конструирование фундамента
Исходные данные для расчета
Фундаменты под колонну проектируем столбчатым, ступенчатым, прямоугольным в плане. Глубина заложения подошвы от уровня пола Н=1500 мм принимаем из условия глубины промерзания.
Расчетная нагрузка, передаваемая от колонны, N=2672 кН.
Условное расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы фундамента по заданию: Rо=0,28 МПа =280 кН/м2.
Бетон класса В15; Rb=8,5 МПа; Rbt =0,9Ч0,75 =0,675 МПа.
Арматура класса А400; Rs=355 МПа.
Усредненная плотность тела фундамента и грунта на его ступенях:
гm=20 кН/м3=2т/м3.
Определение площади подошвы фундамента
Расчетная нагрузка на фундамент при расчете по первой группе предельных состояний с учетом коэффициента надежности по ответственности
N=2672*0,95=2538кН
При расчете по второй группе предельных состояний
N
где - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.
Размеры подошвы фундамента определяем по формуле:
A= N/ (R - гmЧ H) = 2169 / (0,28*1000-20 Ч 1,5) = 8,7м2,Н - глубина заложения фундамента.
Форму подошвы фундамента принимаем квадратной, размерами сторон кратными 0,2 м.
а = b = vА = 2,95 м, принимаем а = b = 3,0 м.
Вес фундамента и грунта на выступах:
Nф= а Ч b Ч Н Ч гm Ч гf = 3,0 2Ч1,5 Ч20 Ч 1,2=369 кН.
Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:
Рф= (N + Nф) / а Ч b= (2538 + 369) / (3,22) = 318кН/м2 < R = 280 кН/м2
габаритные размеры подошвы не удовлетворяют условию прочности грунта. Принимаем а = b = 3,4 м.
Вес фундамента и грунта на выступах:
Nф= а Ч b Ч Н Ч гm Ч гf=3,4 2Ч1,5 Ч20 Ч 1,2=416 кН.
Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:
Рф= (N + Nф) / а Ч b= (2538 + 416) / (3,42) = 256кН/м2 < R = 280 кН/м2
габаритные размеры подошвы удовлетворяют условию прочности грунта.
Определение высоты фундамента
Рабочую высоту фундамента определяем из условия его работы на продавливание, которое происходит по поверхности усеченной пирамиды, боковые стороны которой наклонены к горизонту под углом 45° (1-е условие):
1) h0=-0,5bcol +1/2vN/ (Rbt+Pф) =
= - ( (0.5*0.4) +1/2v2538/ (0,675*1000+256) = 0,625 м, принимаем 650 см.
Высота фундамента также зависит от конструктивных условий, которые должны обеспечить жесткую заделку:
колонны: ho= hcol +250= 400+250=650мм;
анкеровку ее продольной арматуры: ho=20Чds+250=20Ч16+250=570 мм;
ds=20 мм - продольная арматура колонны;
250 мм - высота подколонной части фундамента.
Принимаем ho= 750 мм.
h=ho+a=750+50=800 мм
Фундамент выполняем двухступенчатым, полная высота фундамента стаканного типа h=800мм, высота каждой ступени 400 мм с толщиной защитного слоя =40мм при наличии бетонной подготовки в основании и предполагаемом диаметре стержней арматуры d=20мм.
Расчетная высота фундамента:
h800-40-1,5*20= 730мм=0,73м.
Расчетная высота нижней ступени:
h=h400-40-1,5*20=330мм= 0,33м
Профиль уступов конструируем таким образом, чтобы их внутренний угол не пересекал линию естественного давления бетона, наклоненную под углом 45°.
Проверка прочности нижней ступени против продавливания
Продавливающая сила принимается за вычетом нагрузок, приложенных к противоположной грани плиты в пределах площади с размерами, превышающими размеры площадки опирания на hO2 во всех направлениях:
Fн=N-РфЧАн= N - Рф Ч (b1+2 Ч h) 2= 2538 - 256Ч (1,4+2Ч0,33) 2=1452кН.
Периметр контура расчетного поперечного сечения пирамиды продавливания на расстоянии 0,5 hO2 от границы площадки опирания верхней ступени фундамента:
UH=4 Ч (b1+0,5 Ч hO2+O,5 Ч hO2) =4 Ч (1,4+0,5 Ч0,33+0,5 Ч0,33) =6,92 м
При: Rbt ЧUH Ч hO2= 0,675*1000Ч6,92Ч0,33 =1541кН > FH= 1452кН,
т.е. прочность нижней ступени против продавливания обеспечена.
Расчет армирования подошвы фундамента
Арматуру подошвы фундаментов рассчитываем из условия его работы на изгиб консольного элемента от реактивного давления грунта:
Рф= 256 кН/м2
Изгибающие моменты от реактивного давления грунта в сечениях по граням колонны и уступов фундамента
М I= 0,125 Ч РфЧА Ч (В-hcol) 2=0,125Ч256Ч3,4Ч (3,4-0,4) 2= 979 кНЧм
MII = 0,125 Ч РфЧА Ч (В-bl) 2=0,125Ч256Ч3,4Ч (3,4-l,4) 2= 435 кНЧм.
Необходимая площадь продольной арматуры класса А400 у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях определяется по приблизительной формуле:
Аз1= М I-I /0,9 Ч Rs Ч h01=979Ч106/0,9 Ч355 Ч 730=4155мм2
As2= MII-II /0,9 Ч RsЧhO2= 435Ч 106/0,9 Ч355 Ч330= 4125мм2
Принимаем сварную сетку из стержней диаметром 18 мм с шагом 200 мм в обоих направлениях
17Ш18А400 с As= 254,5 Ч 17=4326,5мм2 > As= 4155мм2.
Литература
1. СНиП 52-01-2003. - Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения М. 2004 г.
2. СП 52-101-2003. - Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М. 2004 г.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения (КСП 52-101-2003), НИИЖБ, М. 2005 г.
4. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М. 2004 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование основных несущих конструкций 6-этажного промышленного здания без подвала. Компоновка перекрытия, подбор плиты. Расчет ригеля, его несущей способности. Подбор продольной и поперечной арматуры. Расчет колонны, проектирование фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.12.2012Основной расчет рядовой плиты и продольных ребер. Определение нагрузок и усилий. Вычисление разрезного ригеля среднего пролета. Подсчет наиболее нагруженной колонны среднего ряда на уровне первого этажа. Определение высоты фундамента и его ступеней.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.02.2023Компоновка пятиэтажного здания из сборных железобетонных конструкций. Составление монтажного плана перекрытия. Назначение характеристик прочности бетона и арматуры, определение высоты панели. Расчет колонны, сбор нагрузок. Определение размеров фундамента.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 06.01.2017Элементы железобетонных конструкций многоэтажного здания. Расчет ребристой предварительно напряжённой плиты перекрытия; трехпролетного неразрезного ригеля; центрально нагруженной колонны; образования трещин. Характеристики прочности бетона и арматуры.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.06.2009Проект многоэтажного здания с неполным каркасом; расчет железобетонных и каменных конструкций: монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами; неразрезного ригеля; сборной железобетонной колонны первого этажа и фундамента; кирпичного столба.
курсовая работа [474,7 K], добавлен 30.03.2011Статический расчет рамы, ее компоновка. Сбор нагрузок на раму. Расчет, конструирование колонны по оси Б. Проектирование фундамента под колонну по оси Б. Сведения о материале, расчет арматуры фундамента. Расчет подколонника, конструирование фундамента.
курсовая работа [443,9 K], добавлен 21.10.2008Строительство промышленного здания. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Сбор нагрузок и расчет прочности панели, перекрытия, колонн и фундамента под железобетонную колонну. Сечения и разрезы элементов здания, опалубочные и арматурные чертежи.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.02.2013Проектирование железобетонных конструкций 2-х этажного жилого дома в г.п. Ветка. Сбор нагрузок покрытия в подвале, первого этажа и кровли. Определение прочностных характеристик материалов. Расчет ленточного фундамента под внутреннюю стену здания.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.10.2012Компоновка конструктивной схемы одноэтажного каркасного промышленного здания из сборного железобетона. Сбор нагрузок на раму здания. Расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование колонны. Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента.
курсовая работа [895,6 K], добавлен 23.11.2016Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.
курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010
