Плавательный бассейн

Изгибающие моменты определяются как для многопролетной плиты с учетом перераспределения моментов. Необходимо также учесть нагрузку от стенки ванны и момент, передаваемый от перекрытия через стенку ванны:

Р_стенки = S_cm ? с_b? b = 0.14?25? 1.0 = 3.5 кН,

где S_ст - площадь сечения стенки по высоте, = 0,14 м²;

М_пер = Р_пер х l,

где Р_пер - вес дорожки вдоль ванны, Р_пер = g_пер х а х в/2;

g_пер - нагрузка от 1 м² перекрытия (табл. 2.2);

l - эксцентриситет приложения равнодействующей Р_пер, l = 0,12 м;

а - ширина дорожки, а = 0,96 м.

Р_пер = 9,16 х 0,96 х 1 / 2 = 4,40 кН

М_пер = 4,40 х 0,12 = 0,53 Кнм

М₀₁ = (g + v) l₀₁²/8 + Р_ст х l₀₁ / 2 + М_пер = 19,97 х 0,795²/8 + 3,5 х 0,795 / 2 + 0,53 = 3,50 кНм;

М₁ = (g + v) l₀₁²/2 + Р_ст х l₀₁ + М_пер = 19,97 х 0,795²/2 + 3,5 х 0,795 + 0,53 = 9,62 кНм

М₂ = (g + v) l₀₂²/14 = 19,97 х 1,225² / 14 = 2,14 кНм

М₀₂ = (g + v) l₀₂²/8 - (9,62 + 2,14) / 2 = 19,97 х 1,225²/8 - (9,62 + 2,14) /2 = -2,13 кНм

М₀₃ = (g + v) l₀₃²/8 - (М₂ + М₂) / 2 = 19,97 х 1,75²/8 - 2,14 = 5,5 кНм

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый, класса В-25; призменная прочность R_b= 14,5 МПа прочность при осевом растяжении R_bt = 1,05 МПа. Коэффициент условий работ бетона г_bz=0,9. арматура - стержневая класса А-III диаметром 6 мм в сварной рулонной сетке, R_s = 355 МПа.

Подбор сечений продольной арматуры.

В пролете плиты П-3, П-6 h₀ = 15 - 1,5 = 13,5 см, М = 5,5 кН·м

Принято 5O6 А-III с A_S = 1,42 см²

В пролетах плит П1, П2, П4, П5, П7 конструктивно принято 5O6 А-III с A_s = 1,42 см для всех плит, принята соответствующая сетка марки

На восприятие отрицательных моментов в пролете и опорного момента М = 9,62 кНм рассчитывается арматура

Принято 10O6 А-III с A_S = 2,83 см².

В поперечном направлении конструктивно принято 5O6 А-III с A_S = 1,42 см²

Верхняя сетка принята сплошной рулонной марки

2.2.2 Расчет плит опертых по контуру (П8, П9)

Определение усилий в плитах по упругой схеме. Полная нагрузка q=(g + v) = 19,97 кН/м² (таблица 2.3), суммарная нагрузка на все поле плиты П8:

Р=l₀₈ х l'₀₈ x q = 1,225 х 2,33 х 19,97 = 57,0 кН

Суммарная нагрузка на все поле плиты П9:

Р=l₀₉ х l'₀₉ x q = 1,25 х 2,33 х 19,97 = 58,2 кН.

Изгибающие моменты для плит определяются по формулам для пролетных моментов

М₁ = б₁₉ х Р; М₂ = б₂₉ х Р;

для опорных моментов

М_I = -в₁₉ х Р; М_II = -в₂₉ х Р - на полосу плиты шириной 1 м,

где б₁₉, б₂₉, в₁₉, в₂₉ - табличные коэффициенты для жесткого опирания плиты, б₁₉ = 0,0189; б₂₉ = 0,0053; в₁₉ = 0,0415, в₂₉ = 0,0115 для соотношения сторон l₀₈/l₀₈' ? l₀₉ /l₀₉' = 1,9;

Для плиты П-8:

М₁ = 0,0189 х 57 = 1,08 кНм;

М_I = -0,0415 х 57 = 2,37 кНм;

М₂ = 0,0053 х 57 = 0,30 кНм;

М_II = 0,0115 х 57 = 0,66 кНм

Для плиты П-9:

М₁ = 0,0189 х 58,2 = 1,10 кНм;

М_I = -0,0415 х 58,2 = 2,42 кНм;

М₂ = 0,0053 х 58,2 = 0,31 кНм;

М_II = 0,0115 х 58,2 = 0,67 кНм

Расчет арматуры плит.

Подбор сечений арматуры на 1 м ширины плиты при толщине h=15 см, h₀ = 15 - 1,5 = 13,5 см; производится для плиты П-9, а для плиты П-8 арматура принимается по плите П-9: в пролете (при коэффициенте з = 0,8) М = 1,10 кНм

Принять 5O6 А-III с A_S = 1,42 см²

М = 0,31 кНм

Принять 5O6 А-III с A_S = 1,42 см²

На опоре арматура по М_мах = 2,42 кНм

Принять 5O6 А-III с A_S = 1,42 см², в поперечном направлении также принято 5O6 А-III с A_S = 1,42 см². С целью уменьшения типоразмеров сеток на опоре принята рулонная сетка марки

В пролете принята рулонная сетка марки

2.2.3 Расчет многопролетной второстепенной балки Б-3

Расчетный пролет и нагрузки. Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками l₀₁ = 2,33 м, l₀₂ = 3,435 м, l₀₃ = 3,425 м. Ширина грузовой полосы (0,25 + 1,225 / 2 + 1,250 / 2) х 1 = 1,4875 м

Расчетные нагрузки на 1 м длины балки

постоянная:

собственный вес плиты и покрытия 7,57 х 1,4875 = 11,26 кН/м;

собственного веса

балки сечением 0,25х0,4 м 0,25 х 0,4 х 25 х 1,1 = 2,75 кН/м;

С учетом коэффициента

надежности по назначению

здания г_n = 1,0 g = 14,01 кН/м

Временная с учетом г_n = 1,0 v = 12,2 х 1,4875 = 18,15 кН/м

Полная нагрузка g + v = 32,16 кН/м

Определяются изгибающие моменты в сечениях второстепенной балки.

В первом пролете максимальный изгибающий момент будет в сечении, расположенном на расстоянии а ? 0,425 l от свободной опоры.

М₀₁ = 0,123 (g + v) х l₀₁² = 0,123 (14,01 + 18,15) х 2,33² = 21,47 кНм;

Моменты на средних опорах

М₁ = (g + v) x l₀₂²/16 = 32,16 х 3,435² / 16 = 23,72 кНм

Момент в среднем пролете

М₀₂ = (g + v) x l₀₂/8 = 47,43 кНм

Максимальный момент в третьем пролете

М'₀₁ = 0,123 (g + v) х l₀₃² = 0,123 х 32,16 х 3,425² = 46,4 кНм

Поперечные силы на крайней свободной опоре в первом и третьем пролете соответственно

Q = 0,4 ql = 0,4 х 32,16 х 2,33 = 29,97 кН;

Q = 0,4 х 32,16 х 3,425 = 44,06 кН

На первой промежуточной опоре слева

Q = 0,6 ql = 0,6 х 32,16 х 2,33 = 44,96 кН

Q = 0,6 х 32,16 х 3,425 = 66,09 кН

На первой промежуточной опоре справа

Q = 0,5 ql = 0,5 х 32,16 х 3,435 = 55,23 кН.

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый, класса В-25; арматура класса А-III с R_s = 365 МПа, поперечная класса А-III диаметром 8 мм с R_s = 285 МПа.

Определение высоты сечения балки. На опоре сечение работает как прямоугольное с шириной ребра в=25 см.

h - h₀ + а = 32,8 + 3,5 = 36,3 см принято h = 40 см, в = 25 см, тогда h₀ = 40 - 3,5 = 36,5 см.

В пролетах сечение тавровое - полка в сжатой зоне. Расчетная ширина полки при h'_f / h = 15 / 40 = 0,375 < 0,1 h равна в'_f = 12h'_f + в = 12 х 15 + 25 = 205 см.

Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси. Сечение в первом пролете - М = 21,47 кНм.

х = о х h₀ = 0,02 х 36,5 = 0,73 < 15 см - нейтральная ось проходит в сжатой полке.

Принято 2O12 А-III с A_S = 2,26 см²

Сечение во втором (среднем пролете) - М = 47,43 кНм

Принято 2O16 А-III с A_S = 4,02 см².

Сечение в третьем пролете - М = 46,4 кНм

Принято 2O16 А-III с A_S = 4,02 см².

Сечение на опорах - М = 23,72 кНм

Принято 2O12 А-III с A_S = 2,26 см².

Расчет прочности второстепенной балки Б-2 по сечениям, наклонным к продольной оси, Q = 66,09 кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливается из условия сварки с продольными стержнями d=16 мм и принимается d_sw = 8 мм класса А-III, R_sw = 285 МПа.

Число каркасов - два, А_sw = 2 х 0,503 = 1,006 см².

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям S = h / 2 = 40 / 2 = 20 см, но не более 15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайних опор балки принят шаг s=15 см. В средней части пролета ? l/2 шаг s = 30 см.

Вычисляется q_sw = R_sw x A_sw / s = 285 (100) х 1,006 / 15 = 1911,4 Н/см.

Влияние свесов сжатой полки

ц_f = 0,75 х (3h'_f) x h'_f / bh₀ = 0,75 х 3 х 15² / 25 х 36,5 = 0,42 < 0,5;

Q_b,min = ц_в3 (1 + ц_f) х R_bt x в x h₀ = 0,6 х 1,42 х 1,05 (100) х 0,9 х 25 х 36,5 = 73,5 х 10³ Н.

Условие q_sw = 1911,4 Н/см > Q_b,min /2h₀ = 73,5 х 10³/2 х 36,5 = 1006,4 Н/см - удовлетворяется.

Требование S_мах = ц_в4 х R_bt x bh₀² / Q_мах = 1,5 х 1,05 х 0,9 (100) х 25 х 36,5² / 66,09 х 10³ = 71,4 см > 15 см - удовлетворяется.

При расчете прочности вычисляется М_в.

М_в = ц_в2 (1 + ц_f) х R_bt x в x h₀² = 2 х 1,42 х 1,05 х 0,9 (100) х 25 х 36,5² = 894 х 10⁴ Нсм

q₁ = g + v = 32,16 кН/м = 321,6 Н/см < 0,56 q_sw = 1070,4 Н/см.

В связи с этим значение С вычисляется:

Принимается С = 121,5 см.

Тогда Q_в = М_в /с = 894 х 10⁴ / 121,5 = 73,6 х 10³ Н

Поперечная сила в вершине наклонного сечения

Q = Q_max - q₁ х С = 66,09 х 10³ - 321,6 х 121,5 = 27,015 х 10³ Н

Длина проекции расчетного наклонного сечения

С₀ = М_в / q_sw = 894 х 10⁴ / 1911,4 = 68,4 см < 2h₀ = 73 см, принимается С₀ = 68,4 см.

Вычисляется Q_sw

Q_sw = q_sw x С₀ = 1911,4 х 68,4 = 130,1 х 10³ Н.

Необходимо проверить условие прочности

Q_b + Q_sw = 73,6 х 10³ + 130,1 х 10³ = 203,7 х 10³ > Q = 27015 х 10³ Н - условие выполняется.

Проверка по сжатой наклонной полосе:

м = A_sw / в х s = 1,006 / 25 х 15 = 0,0027.

б = Е_s / Е_в = 200000 / 30000 = 6,67;

ц_w1 = 1 + 5 мб = 1 + 5 х 0,0027 х 6,67 = 1,089;

ц_в1 = 1 - 0,01 R_в = 1 - 0,01 х 14,5 х 0,9 = 0,8695.

Условие Q < 0,3 ц_w1 х ц_в1 х R_в х в х h₀ необходимо выполнить

66090 Н < 0,3 х 1,089 х 0,8695 х 0,9 х 14,5 (100) х 25 х 36,5 = 338400 Н - удовлетворяется.

2.2.4 Расчет стенок монолитной железобетонной детской ванны

Стенки ванны рассчитываются на одностороннее гидростатическое давление воды, постоянную и полную нагрузку от перекрытия.

Стенка рассчитывается по балочной схеме, принимая пролет l равным расстоянию от верхней грани днища до уровня воды. Расчетная схема стенок представлена на рис.

При расчете выделяется вертикальная полоса шириной 1 м вместе с находящимися на ней нагрузками. Полагается, что в днище стена жестко защемлена, другой конец свободен.

Расчет торцовой стенки глубокой части ванны

На эту часть стенки ванны действует гидростатическое давление воды интенсивностью у основания.

р = г_f x г_d х с х l х в = 1,1 х 1,0 х 10 х 1,22 х 1 = 13,42 кН/м,

где г_f - коэффициент надежности по нагрузке, = 1,1;

г_d - коэффициент динамичности, = 1,0;

с - плотность воды, = 10 кН/м³;

l - глубина воды, = 1,22 м.

Опорная реакция в заделке

R = pl = 13,42 х 1,22 = 16,37 кН.

Опорный момент

М = pl² / 6 = 13,42 х 1,22 / 6 = 3,33 кНм

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый, класса В-25; призменная прочность R_b= 14,5 МПа прочность при осевом растяжении R_bt = 1,05 МПа. Коэффициент условий работ бетона г_bz=0,9. Арматура класса Вр I диаметром 5 мм в сварной рулонной сетке, R_s = 360 МПа.

Сетка по внутренней грани подбираются по М = 3,33 кНм

Принято 5O6 Вр I с A_S = 0,98 см² и сетка марки

По наружной грани конструктивно принимается сетка той же марки.

Расчет торцовой стенки мелкой части детской ванны

Гидростатическое давление воды на стенку ванны высотой l=0,94 м у основания

р = 1,1 х 10 х 1,0 х 0,94 х 1 = 10,34 кН/м

Опорная реакция в заделке

R = pl = 10,34 х 0,94 = 9,72 кН

Момент в заделке

М = pl² / 6 = 10,34 х 0,94² / 6 = 1,52 кНм

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый, класса В-25. Арматура класса Вр-I диаметром 5 мм.

Подбор сечения рабочей арматуры.

Сетка по внутренней грани - М = 1,52 кНм

Принято 5O5 Вр I с A_S = 0,98 см² и сетка марки

По наружной грани конструктивно принимается сетка той же марки.

Расчет продольной стенки детской ванны

В связи с тем, что расчетный пролет и нагрузки соответствуют пролету и нагрузкам в торцовой стенке глубокой части, принимается сетка по наружной и внутренней грани той же марки

2.2.5 Расчет поперечной рамы Р-1. Компоновка поперечной рамы

Рама выполнена в виде монолитной конструкции. Длина балки 6,39 м. Балка имеет консольные участки длиной 0,745 м. Расстояние между осями колонн 4,5. Высота колонн 3,17 м, сечение колонны квадратное 0,4 х 0,4 м. Расчетная схема рамы представлена на рисунке 2.5.

Расчет балки

Расчетный пролет и нагрузки. Расчетный пролет балки равен расстоянию в свету между гранями колонн l₀ = 4,5 - 0,4 = 4,1 м. Длина консольных свесов l'₀ = 0,945 - 0,2 = 0,745 м.

Ширина грузовой полосы в = 350 + 3425 / 2 + 3435/2 = 3,78 м.

Подсчет нагрузок на 1 м длины балки приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Постоянная:

собственный вес плиты днища и покрытия 7,57 х 3,78 = 28,61 кН/м;

собственный вес главной

балки сечением 0,35х0,7 м 0,35 х 0,7 х 25 х 1,1 = 6,74 кН/м;

Итого с учетом коэффициента

надежности по назначению здания г_n = 1,0 g = 35,35 кН/м

Временная с учетом г_n = 1,0 v = 12,2 х 3,78 = 46,12 кН/м

Полная нагрузка g + v = 81,46 кН/м

На балку действуют сосредоточенные силы от стенок ванны, а также от второстепенных балок:

Р_ст = 0,14 х 25 х 3,78 = 13,23 кН.

где S = 0,14 м² - площадь поперечного сечения стенки.

Р_Б-1= в₁ х h₁ х с х г_f х в = 0,3 х 0,5 х 25 х 1,1 х 3,78 = 15,59 кН,

где в₁, h₁ - размеры поперечного сечения балки Б-1;

Р_Б-1-2= в₂ х h₂ х с х г_в х в = 0,25 х 0,4 х 25 х 1,1 х 3,78 = 10,40 кН,

где в₂, h₂ - размеры поперечного сечения балки Б-2.

Изгибающие моменты рассчитываются на опоре со стороны консольной части

М = Р_ст х 0,745 + g х 0,745² /2 = 13,23 х 0,745 + 81,46 х 0,745² / 2 = 32,46 кНм;

на опоре со стороны пролетной части

М = q x l₀² / 12 = 81,46 х 4,1² / 12 = 114,11 кНм;

в пролете

М = q x l₀² / 6 = 81,46 х 4,1² / 6 = 228,22 кНм.

Поперечные силы балки. Опорная реакция на опоре определяется:

R = (gl + 2P_ст + 2Р_Б-1 + 2Р_Б-2) / 2 = (5,59 х 81,46 + 2 х 13,23 + 2 х 15,59 + 2 х 10,40) / 2 = 266,9 кН

Поперечная сила на опоре слева

Q_л = Р_ст + g х 0,745 = 13,23 + 81,46 х 0,745 = 73,92 кН

Поперечная сила на опоре справа

Q_пр= Р_ст + g х 0,745 + Р_Б-1 - R=13,23 + 81,46 х 0,745 + 15,59 - 266,9 = -177,39 кН.

Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси. Ширина полки в'_f = 215 см.

Сечение в пролете - М = 228,22 кНм

х = о х h₀ = 0,02 х 66 = 1,32 < 15 см - нейтральная ось проходит в сжатой полке.

Принято 4O18 А-III с A_S = 10,18 см²

Сечение во втором (среднем пролете) - М = 114,11 кНм

Принято 4O14 А-III с A_S = 6,16 см².

Расчет прочности балки по сечениям, наклонным к продольной оси, Q=177.39 кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливается из условия сварки их с продольной арматурой, диаметром 18 мм, и принят равным d_SW = 8 мм. с площадью A_S = 0.503 см², R_SW = 285 МПа. Число каркасов - 4, при этом A_sw = 4 х 0,503 = 2,012 см².

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям S = h / 3 = 70 / 30 = 23,3 см, принят шаг S=20 см на всех приопорных участках длиной l / 4, в средней части пролета шаг S = 3h/4 = 52,5 см, s = 50 см.

Вычисляется

q_sw = R_sw x A_sw / s = 285 х 2,012 х (100) / 20 = 2867,1 Н/см.

Q_b,min = ц_в3 (1 + ц_f) х R_bt x в x h₀ = 0,6 х 1,05 х 1,09 (100) х 35 х 66 = 131 х 10³ Н.

Условие q_sw = 2867,1 > Q_b,min /2h₀ = 131 х 10³/2 х 66 = 992,5 Н/см - удовлетворяется.

Требование S_мах = ц_в4 х R_bt x bh₀² / Q_мах = 1,5 х 0,9 х 1,05 (100) х 35 х 66² / 177,39 х 10³ = 122 см > s=20 см - удовлетворяется.

Расчет прочности по наклонному сечению.

Вычисляется

М_в = ц_в2 х R_bt x в x h₀² = 2 х 0,9 х 1,05 (100) х 35 х 66² = 288,15 х 10⁵ Нсм

Поскольку q₁ =81,46 кН/м = 814,6 Н/см < 0,56 q_sw = 0,56 х 2867,1 = 1605,6 Н/см значение С вычисляется по формуле

При этом Q_в = М_в /с = 288,15 х 10⁵ / 188,08 = 153,2 х 10³ Н

Поперечная сила в вершине наклонного сечения

Q = Q_max - q₁ х С = 177,39 х 10³ - 814,6 х 188,08 = 24,2 х 10³ Н

Длина проекции расчетного наклонного сечения

Вычисляется Q_sw

Q_sw = q_sw x С₀ = 2867,1 х 100,3 = 287,4 х 10³ Н.

Условие прочности Q_b + Q_sw = (287,4 + 153,2) х 10³ = 440,6 х 10³ Н > Q = 24,2 х 10³ Н - обеспечивается.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:

м = A_sw / в х s = 2,012 / 35 х 20= 0,003.

б = Е_s / Е_в = 200000 / 30000 = 6,67;

ц_w1 = 1 + 5 мб = 1 + 5 х 0,003 х 6,67 = 1,093;

ц_в1 = 1 - 0,01 R_в = 1 - 0,01 х 14,5 х 0,9 = 0,87.

Условие Q = 177390 < 0,3 ц_w1 х ц_в1 х R_в х в х h₀ = 0,3 х 1,093 х 0,87 х 35 х 66 х 14,5 х 0,9 (100) = 859970 Н - удовлетворяется.

Конструирование арматуры балки.

Балка в составе рамы Р-1 армируется четырьмя сварными сетками. На опоре принята арматура 4 O 14 А-III с A_s = 6,16 см², в пролете 4 O 18 А-III с A_s = 4,52 см².

Расчет колонны

Определение продольных сил от расчетных нагрузок. Грузовая площадь колонны 3,78 х 3,195 = 12,08 м². Подсчет нагрузок на грузовую площадь колонны приведен в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Постоянная:

собственный вес плиты днища и покрытия 7,57 х 12,08 = 91,45 кН

собственный вес колонны сечением 0,4х0,4 м, 0,4х0,4х3,17х25х1,1=13,95 кН

l = 3,17 м

собственный вес балки Б-1 сечением 0,3х0,5 м 0,3х0,5х3,78х25х1,1=15,59кН

собственный вес балки Б-2 сечением 0,25х0,4 м 0,25х0,4х3,78х25х1,1=10,40 кН

собственный вес главной балки БГ-1 в составе 0,35х0,7х3,195Х25Х1,1 =

рамы Р-1 сечением 0,35х0,7 м 21,53 кН

собственный вес стенки 3,5 х 3,78 = 13,23 кН

Итого с учетом коэффициента надежности G = 166,15 кН

по назначению г_n = 1,0

Временная с учетом г_n = 1,0 Q = 12,2 х 12,08 = 147,38 кН

Полная нагрузка G + Q = 313,53 кН

Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок.

Момент у заделки колонны

М' = ql² / 24 = 81,46 х 4,1² / 24 = 57,06 кНм

где q = g + v = 81,46 кН/м (табл. 2.3)

l = 4,1 м - расчетный пролет балки в составе рамы Р-1.

Момент в месте примыкания к главной балке в составе рамы Р-1.

М = - М_к + М_п = 114,11 - 32,46 = 81,65 кНм

где М_к - изгибающий момент на опоре балки со стороны консольного свеса, М_к = 32,46 кНм;

М_п - момент на опоре балки со стороны пролетной части, М_п=114,11 кНм

Расчет прочности колонны

Характеристики прочности бетона и арматуры. Класс тяжелого бетона В 25 и класс арматуры А-III приняты такими же как и для балки. Подбор сечений симметричной арматуры А_s = A'_s. Рабочая высота сечения h₀ = h - а = 40 - 4 = 36 см, ширина в = 40 см.

Эксцентриситет силы l₀ = l_col /600 = 317 / 600 = 0,53 см, но не менее 10 м. Поскольку эксцентриситет силы l₀ = 26,04 см, больше случайного эксцентриситета l₀ = 1 см, он и принимается для расчета.

Находятся значения моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр наименее сжатой арматуры.

М₁ = М + N (h / 2) = 81,65 + 313,53 (0,4/2 - 0,04) = 131,81 кНм

Отношение l₀ / r = 317 / 11,56 = 27,42 > 14, где r = 0,289h = 0,289 х 40 = 11,56 см - радиус ядра сечения.

Критическая продольная сила

Для тяжелого бетона ц_l = 1 + М₁l / М₁ = 2

Значение д = l₀ /h = 26,04 / 40 = 0,65 > д_min = 0,5 - 0,01 l₀ / h - 0,01 R_b= 0,5 - 0,01 х 317 / 40 - 0,01 х 14,5 х 0,9 = 0,29; принимается д=0,65. Отношение модулей упругости б = Е_s / Е_в = 200000 / 30000 = 6,67.

Задавшись коэффициентом армирования м₁ = 0,025, вычисляется критическая сила

Коэффициент з вычисляется как

з = 1/(1 - N/N_cr) = 1 / (1 - 313,53 / 180,8 х 10³) = 1,002.

Значение l равно l = l₀ х з + h/2 - а = 26,04 х 1,002 + 40/2 - 4 = 42,09 см.

Определяется граничная относительная высота сжатой зоны.

о_R = 0,75 / [1 + 365 / 500 (1 - 0,75 / 1,1)] = 0,604,

где w = 0,85 - 0,008 х 0,9 х 14,5 = 0,75

Производятся вычисления

где д' = а'/h₀ = 4 / 36 = 0,111

Площадь арматуры определяется по формуле:

Принято 2 O 16 А-III с A_s=4.02 см²;

м₁ = 2 х 4.02 / 40 х 40 = 0,02 - для определения N_cr было принято м = 0,025 - перерасчет не делается.

Конструирование арматуры колонны.

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней d_sw= 8 мм А-III, принят шаг S=30 см, что менее 20d= 20 х 16 = 320 мм.

В месте примыкания колонны к фундаменту выполняется косвенное армирование с помощью сварных сеток. Шаг сеток принят 100 мм Б 1|3 d = 133 мм. Размеры ячеек назначены 100 мм > 45 мм.

Первая сварная сетка располагается на расстоянии 20 мм от верхней грани плиты фундамента. Для усиления концевых участков колонны предусмотрено четыре сетки на длине не менее 10d = 160 мм.

Таблица 2.5 - Спецификация материалов на детскую ванну 10х6 м

поз	Обозначение	Наименование	Колич.	Масса
		Сборочные единицы
	10,010	Сетка С-1	2
	11,010	Сетка С-2	2
	12,010	Сетка С-3	1
	13,010	Сетка С-4	2
	14,010	Сетка С-5	2
	15,010	Сетка С-6	1
	16,010	Сетка С-7	2
	17,010	Сетка С-8	2
	18,010	Сетка С-9	1
	27,000		3
	24,010 (24,020)	Сетка С-11 (С-12)	4 (4)
	25,010 (25,020)	Сетка С-13 (С-14)	1 (1)
	26,010 (26,020)	Сетка С-15 (С-16)	1 (1)
	22,010	Сетка С-17	4
		Детали
	10,010 - 01	O6 A-III, l = 3.425 м.	8	6,08
	10,010 - 02	O6 A-III, l = 0,785 м.	34	5,93
	11,010 - 01	O6 A-III, l = 3,425 м.	12	9,12
	11,010 - 02	O6 A-III, l = 1,225 м.	34	9,25
	12,010 - 01	O6 A-III, l = 3,425 м.	12	9,12
	12,010 - 02	O6 A-III, l = 1,250 м.	34	9,44
	13,010 - 01	O6 A-III, l = 3,435 м.	12	6,10
	13,010 - 02	O6 A-III, l = 0,785 м.	34	5,93
	14,010 - 01	O6 A-III, l = 3,435 м.	12	9,15
	14,010 - 02	O6 A-III, l = 1,225 м.	34	9,25
	15,010 - 01	O6 A-III, l = 3,435 м.	12	9,15
	15,010 - 02	O6 A-III, l = 1,25 м.	34	9,44
	16,010 - 01	O6 A-III, l = 2,33 м.	8	4,14
	16,010 - 02	O6 A-III, l = 0,785 м.	23	4,01
	17,010 - 01	O6 A-III, l = 2,33 м.	12	6,21
	17,010 - 02	O6 A-III, l = 1,225 м.	23	6,25
	18,010 - 01	O6 A-III, l = 2,33 м.	12	6,21
	18,010 - 02	O6 A-III, l = 1,25 м.	23	6,38
	27,000 - 01	O6 A-III, l = 3,55 м.	64	50,44
	27,000 - 02	O6 A-III, l = 6,37 м.	18	25,45
	24,010-01 (24,020-01)	O5 Вр-I, l = 1,44 м.	27	5,99
	24,010-02 (24,020-02)	O5 Вр-I, l = 5,27 м.	8	6,49
	25,010-01 (25,020-01)	O5 Вр-I, l = 1,44 м.	32	7,10
	25,010-02 (25,020-02)	O5 Вр-I, l = 6,37 м.	8	7,85
	26,010-01 (26,020-01)	O5 Вр-I, l = 1,10 м.	32	5,42
	26,010-02 (26,020-02)	O5 Вр-I, l = 6,37 м.	6	5,89
	22,000 - 01	O12 A-III, l = 1,20 м.	7	7,46
	22,000 - 02	O12 A-III, l = 0,65 м.	12	6,93
	20,010	O12 A-III, l = 10,39 м.	2	18,45
	20,020	O12 A-III, l = 2,33 м.	2	4,14
	20,030	O16 A-III, l = 3,435 м.	2	10,84
	20,040	O16 A-III, l = 3,425 м.	2	10,81
	20,050	O8 A-III, l = 0,23 м.	98	8,90
	20,060	O8 A-III, l = 0,36 м.	98	13,94
	20,070	O12 A-III, l =0,9 м.	8	6,39
	22,010	O14 A-III, l = 6,37 м.	4	30,78
	22,020	O12 A-III, l = 5,57 м.	4	19,78
	22,030	O18 A-III, l = 5,57 м.	4	44,51
	22,040	O8 A-III, l = 0,33 м.	59	7,69
	22,050	O8 A-III, l = 0,66 м.	92	23,98
	22,060	O16 A-III, l = 3,65 м.	8	46,09
	22,070	O8 A-III, l = 0,36 м.	136	19,34
	22,080	O12 A-III, l = 1,0 м.	16	3,55

Таблица 2.6 - Ведомость расхода стали

Марка Балка Б-2 Балка Р-1 плиты

Арматурные изделия

Общий расход стали 861,8 кг

Арматура плана

A-III

Вр-I

ГОСТ 5781-82*

Ост 6727-80

O6

O8

O12

O14

O16

O18

Итого

O5

итого

итого

440,25

73,85

52,31

30,78

67,74

44,51

709,44

152,36

152,36

861,8

3. Основания и фундаменты

3.1 Инженерно-геологические условия строительной площадки

строительство генеральный план покрытие фундамент

В геоморфологическом отношении площадка приурочена к склону южной экспозиции одного из отрогов хребта Черского. Площадка имеет слабый склон к югу, примерно 2 - 3^о, абсолютные отметки устоев скважин колеблются 743,30 … 741,15 м. Площадка свободна от строений, незадернована.

В геологическом строении площадка сложена аллювиальнно - пролювиальными отложениями червертичного возраста, предоставленными песками мелкими, песками пылеватыми, суглинками. С поверхности и до глубины 1,0 м отложения перекрыты чехлом насыщенного грунта бехногенного происхождения, представленного песком мелким, щебнем. Вскрытая мощность отложений 20 м.

Нормативная глубина сезонного промерзания по данным многолетних наблюдений составляет 4,7 м.

Грунтовые воды встречены на глубинах 12,0…13,5 м, водовмещающими породами являются пески пылеватые. Ввиду малой водоотдачи песков притока воды в скважину практически нет, поэтому отбор пробы воды на химический анализ был невозможен.

При инженерно - геологических изысканиях на площадке пробурено пять скважин, их расположение показано на плане строительной площадки, а описание приводится ниже.

Наиболее неблагоприятной по грунтовым условиям является скважина №4, поэтому ее литологическое описание и геометрические параметры следует использовать при проектировании фундаментов.

Развертка по скважинам № представлена в графической части проекта в виде инженерно - геологического разреза 1 - 1.



Мощ. слоя	Глубина подошвы слоя	Абсолют. отметка подошвы слоя	Условные обозначения грунта	Литологическое описание грунта
Скважина №1
0,6	0,6	740,55		Почвенно-растительный слой
10,9	11,5	729,65		Песок мелкий, влажный, среднеплотного сложения
3,5	15,0	726,15		Суглинок с включением дресвы до 10%, в основном твердой консистенции
Скважина №2
0,6	0,6	740,70		Почвенно-растительный слой
11,7	12,3	729,00		Песок мелкий, влажный, средней плотности
2,7	15,0	726,30		Суглинок с включением дресвы до 10%, твердой консистенции
Скважина №3
0,6	0,6	742,57		Почвенно-растительный слой
11,4	12,0	731,17		Песок мелкий, влажный, средней плотности
6,5	18,5	724,67		Суглинок с включением дресвы до 10%, твердый консистенции
Скважина №4
0,8	0,8	742,25		Почвенно-растительный слой
11,7	12,5	730,75		Песок мелкий, влажный, среднеплотного сложения
3,5	16,0	727,25		Песок пылеватый, водонасыщенный, среднеплотного сложения
4,0	20,0	723,25		Суглинок с включением дресвы до 10%, твердой консистенции
Скважина №5
0,6	0,6	742,70		Почвенно-растительный слой
9,9	10,5	732,80		Песок мелкий, влажный, среднеплотного сложения
9,5	20,0	723,30		Суглинок с включением дресвы до 10% твердой консистенции

В результате анализа пространственной изменчивости частных показателей грунтов, в сфере воздействия проектируемого здания выделено три инженерно - геологических элемента.

ИГЭ - 1 - представлен песком мелким желтого цвета, влажным, среднеплотного сложения.

Грунт данного типа вскрыты с поверхности до глубины 12,5 м.

ИГЭ - 2 - представлен песком пылеватым, коричневого цвета, водонасыщенным, среднеплотного сложения. Вскрытая мощность элемента составляет 3,5 м.

ИГЭ - 3 - представлен сугленком темно-коричневого цвета с включением дресвы до 10%, в основном твердой консистенции. Средняя вскрытая мощность элемента 5,2 м.

Средние показатели физико-механических характеристик ИГЭ приведены в таблице.

Таблица

№ п/п	Условное обозначение и наименование характеристики грунта	ИГЭ - 1	ИГЭ - 2	ИГЭ - 3
1	2	3	4	5
1	W - природная влажность, д.е.	0,087	0,187	0,191
2	We - влажность на границе текучести, д.е.	-	-	0,338
3	Wp - влажность на границе раскатывания, д.е.	-	-	0,199
4	Ps - плотность частиц, г/см3	2,65	2,66	2,70
5	P - плотность грунта, г/см3	1,82	2,05	2,07
6	P2 - плотность сухого грунта, г/см3	1,67	1,73	1,75
7	е - коэффициент пористости, д.е.	0,583	0,534	0,555
8	Sr - степень влажности, д.е.	0,395	0,928	0,938
9	Jp - число пластичности, %	-	-	13,9
10	Ji - показатель текучести, д.е.	-	-	<0
11	f - степень морозоопасности
12	Rc - предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, МПа

По средним показателям грунты классифицированы следующим образом:

ИГЭ - 1 - песок мелкий, влажный, средней плотности сложения;

ИГЭ - 2 - песок пылеватый, насыщенный водой, среднеплотного сложения;

ИГЭ - 3 - суглинок твердой консистенции.

Выводы:

1. По результатам выполненных работ толща грунтов оснований проектируемого здания до разведенной глубины 20 м является неоднородной, в ее пределах выявлено при инженерно - геологических элемента. При проектируемой глубине залегания фундаментов несущим слоем будет служить песок мелкий - ИГЭ -1.

2. Нормативная глубина сезонного промерзания по результатам многолетних испытаний - 4,7 м.

3. Грунтовые воды встречены на глубинная 12 …13,5 м, водовмещающими породами служат пески пылеватые. Вследствие малой водоотдачи песков, притока воды в скважины практически нет.

4. Грунты деятельного слоя при промерзании относятся к практически непучинистым грунтам.

5. Сейсмичность г. Читы - 6 баллов (СНиП II - 81)/

3.2 Сбор нагрузок

Постоянные: нормативные нагрузки, кН/м²:

- покрытие (гидроизоляция, утеплитель и т.д.) 2,39;

- перекрытия под ваннами 1,90;

- перекрытия над помещениями 2,50;

- вентиляционные короба 0,17;

- междуэтажные перекрытия 4,36;

- кирпичная кладка наружной стены 13,5;

- кирпичная кладка внутренней стены 18,0;

- перегородок на 1м² (приведенная к 1м²) 6,0.

Временные нормативные нагрузки на 1м², кН:

на 1 м² проекции кровли от снега 0,5;

на междуэтажные перекрытия 4,8.

3.2.1 Определяются нагрузки на внутреннюю стену по оси Е

Грузовая площадь составляет (5,71 + 1,81) х = 7,52 м²

Нагрузки на фундамент на уровне 1,32 м от спланированной отметки земли:

постоянные нагрузки от конструкций:

- покрытия 2,39 х 7,52 = 17,92;

- перекрытия 1,81 х 2,5 + 5,71 х 1,9 = 15,36;

- междуэтажного перекрытия 4,36 х 7,52 = 32,79;

- вентиляционных коробов 0,17 х 5,71 = 0,97;

- стены выше низа перекрытия (К = 1,3 м) 0,51 х 1,3 х 13,5 = 8,95

- стены второго этажа (объем дверных

проемов условно принят 7,5% объема

всей кладки) 0,51 х 4 х 18 х 0,925 = 33,97;

- перегородок 6 х 7,52 = 44,74;

- стены первого этажа 5,65 х 0,51 х 18 х 0,925 = 47,98.

Итого: 202,68 кН/м²

- временные нагрузки

на кровлю 0,5 х 7,52 = 3,76;

на междуэтажные

перекрытия 4,8 х 7,52 = 36,10.

Итого: 39,86 кН/м²

Расчетные нагрузки на 1 м длины внутренней стены:

- постоянная N_IIn^P = 202.68 x 1 / 1 = 202.68 кН;

- временная N_IIв^P = 39,86 х 1 / 1 = 39,86 кН.

3.2.2 Определяются нагрузки на наружную самонесущую стену по оси 1, 10 на наиболее нагруженном участке в месте отсутствия оконных и дверных проемов на 1 м длины стены.

Постоянная нагрузка, кН/м²

- от веса стены от верха;

- обреза фундамента до верха;

- плит перекрытия 8,94 х 1,35 х 0,51 = 6,16;

- стены выше верха перекрытия (К = 1,0 м) 1 х 0,25 х 1,35 = 0,34;

Временная нагрузка

- на карниз от снега 0,25 х 0,5 = 0,125.

Итого постоянных нагрузок 6,5 кН/м.

Итого временных нагрузок 0,125 кН/м.

Расчетные нагрузки на 1 м длины наружной стены:

- постоянная N_IIn^P = 6,5 х 1 / 1 = 6,5 кН;

- временная N_IIn^P = 0,125 х 1 / 1 = 0,125 кН.

3.2.3 Определяются нагрузки на внутреннюю стену по оси В

Грузовая площадь (1,31 + 2,395) х 1 = 3,72 м²

Нагрузки на фундамент на уровне v -1,64 м от отметки чистого пола:

- постоянные нагрузки от конструкций:

- покрытия 2,39 х 3,72 = 8,89;

- перекрытия 2,5 х 3,72 = 9,3;

- междуэтажного перекрытия 4,36 х 3,72 = 16,22;

- стены выше плиты перекрытия 2,7 х 0,25 х 18 = 12,15;

- стены первого и второго этажей 7,64 х 0,38 х 18 х 0,925 = 48,34.

Итого: 94,9 кН/м.

Расчетные нагрузки на 1 м длины внутренней стены:

- постоянная N_IIn^P = 94,9 х 9 х 1 / 1 = 94,9 кН;

- временная N_IIв^Р = 19,72 х 1 / 1 = 19,72 кН.

3.3 Определение глубины заложения фундаментов

Нормативная глубина сезонного промерзания составляет d _fn = 4.7 м. Расчетная глубина сезонного промерзания составляет:

d_f = d_fn x R_n = 4,7 х 0,4 = 1,88 м - для стен с подвалом и

d_f = 4,7 х 0,5 = 2,35 м - для наружных стен без подвала с полами, устраиваемыми по грунту

где R_n - коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения (табл. 5 [1]).

3.3.1 Глубина заложения подошвы фундамента под наружную стену в подвале

Пол в подвале по грунту. Отметка пола подвала - 2,5 м. От метка планировки - 1,05 м.

Глубина заложения подошвы фундамента должна на 0,5 м ниже уровня пола в подвале.

При толщине стены 0,51 м приняты фундаментные блоки марки ФБС - 24,66 (длина - 2,4 м, ширина и высота - 0,6 м, масса - 19,6 кН).

Толщина фундаментной подушки принята 0,3 м. С учетом размеров сборных конструкций принято отметка подошвы фундамента - 3,27 м; глубина заложения фундамента d - 2,22 м.

3.3.2 Глубина заложения подошвы фундамента под наружную стену без подвала

Отметка планировки - 1,05 м. При толщине стены 0,51 м принят фундаментный блок марки ФБС - 24,6.6. С учетом размеров сборных конструкций принято: минимальная глубина заложения подошвы фундамента d = 0,75 м и соответственно отметка подошвы - 1,8 м.

3.3.3 Глубина заложение фундамента под внутреннюю стену в подвале

Отметка пола подвала - 2,5 м. При толщине стены 0,51 м приняты фундаментные блоки марки ФБС 24.6.6. С учетом размеров сборных конструкций принято: отметка подошвы - 3,27 м; глубина заложения фундамента d - 2,22 м.

3.3.4 Определение минимальной глубины заложения фундамента под внутреннюю стену без подвала

При толщине стены 0,38 м приняты фундаментные блоки марки ФБС 24.6.6 (длина - 2,4 м, ширина - 0,4 м, высота - 0,6 м, масса - 13 кН). Ориентировочна принята толщина фундаментной подушки - 0,3 м. С учетом размеров сборных конструкций принято: отметка подошвы - 1,8 м, глубина заложения фундамента d - 0,75 м.

3.4 Расчет и конструирование фундаментов

3.4.1 Расчет фундамента под наружную стену по осям 1, 10 с подвалом

Нагрузка на 1 м длины фундамента Fv - 6,625 кН. Отметка планировки - 1,05 м. Глубина заложения фундамента d - 2,22 м. Пол в подвале бетонный по грунту толщиной 0,1 м. Удельный вес материала пола = 18кН/м³. По таблице 1 приложения 1 [] - расчетное сопротивление грунта основания Ro = 200кПа. Площадь подошвы внецентренно - нагруженного фундамента.

А = Fv х 1,1 / (Ro - Vср х d) = 6,625 х 1,1 / (200 - 22,5 х 2,22) = 0,05 м.

Требуемая ширина фундамента в = А / 1 = 0,05 м.

Так как фундамент проектируется под наружную стену здания с подвалом

d₁ = 0,17 + 0,1 х 18 / 18,2 = 0,87 м.

d_в = 2,5 - 1,05 = 1,45 м.

Рассчитываются значения:

V₂ = (18,2 х (11,7 - 2,25) + 3,5 Х 20,5 + 4 х 20,7) / (11,7 - 2,25 + 3,5 + 4,0) = 19,26 кН/м³;

V₂^ґ = 18,2 кН/м³.

По таблице 4 и 5 приложения 1 определяются значения коэффициентов:

V_c1 = 1.3; V_с2 = 1; М_о = 1,55; М_q = 7,71; М_с = 9,58; R = 1; R₂ = 0,7.

определяется расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в - 0,05 м;

R = 1,3 х 1 (1,55 х 0,7 х 0,05 х 19,29 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) / 1 = 319,4 кПа.

Поскольку расхождение между значениями R и Rо:

100 (319,4 - 200) / 319,4 = 37% превышает 10%, ширина фундамента пересчитывается.

А = 6,625 х 1,1 / (319,4 - 22,5 х 2,22) = 0,03 м², в = 0,03 м.

Расчетное сопровождение грунта в основании фундамента шириной в = 0,03 м.

Rґ = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,03 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 414,5 кПа.

Расхождение между R и Rґ:

100 (414,5 - 319,4) / 414,5 = 23% > 10% - расчет повторяется.

А = 6,625 х 1,1 / (414,5 - 22,5 х 2,22) = 0,02 м², в = 0,02 м.

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 0,02 м.

RЅ = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,02 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 414,3 кПа.

Расхождение между Rґ RЅ:

100 (414,5 - 414,3) / 414,5 = 3% не превышает 10%, расчет методом последовательного приближения заканчивается.

По таблицам приложения 3 [] принимаются типовые фундаментные конструкции: плита марки ФЛ - 6,24 (L = 2,38 м, в = 0,6 м, К - 0,3 м, вес - 10,4 кН); фундаментные блоки марки ФБС 24.6.6 (L - 2,38 м, в = 0,6 м, К = 0,6 м, вес = 19,6кН).

Конструируется фундамент. Вес фундамента длиной в 1 м.:

Gф = 10,4 / 2,38 + 2х 19,6 / 2,38 = 20,84 кН.

Вес грунта на обрезах фундамента Gгр = 0.

Нагрузка на уровне подошвы фундамента

N = Fq + Gф + Gгр = 20,84 + 6,625 = 27,47 кН.

Gа₁ = q + tq² (45 - ₂ /2) = 10 х tq² (45^о - 35^о/2) = 2,7кПа

где q - нагрузка от отмостки, принимаемая q - 10 кПа.

Величина активного давления грунта в уровне подошвы фундамента

G_а2 = V₂^ґ х Н х tq² (45^o - ₂ / 2) = 18,2 х 2,77 х tq² (45^о - 35^о / 2) = 13,66 кПа,

где Н = d + q (₂ґ = 2,22 + 10 / 18,2 = 2,77 м.

Активная сила бокового давления на 1 м фундамента.

Еа = (G_a1 + G_a2) / 3 (G_a1 + G_a2) = 2,22 (13,66 + 2 х 2,7) / 3 (2,7 + 13,66) = 0,74 м

Плечо силы Еа относительно центра подошвы фундамента:

Lа = d (G_a2 + 2G_a1) / 3 (G_a1 + G_a2) = 2,22 (13,06 + 2 х 2,7) / 3 (2,7 + 13,66) = 0,74 м.

Момент активной силы бокового давления

Ме = Еа х Lа = 18,16 х 0,74 = 13,44 кН м.

Суммарный момент М = Ме = 13,44 кН м.

Краевые давления под подошвой фундамента

где W = Lв²/6 = 1 х 0,6² /6 = 0,06 м³

P_max = 27,47 / 0,6 х 1 + 13,44 / 0,06 = 269,78 кПа

P_min = 27,47 / 0,6 х 1 - 13,44 / 0,06 = 178,22 кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента

P = (P_max + P_min) /2 = (269.78 + 178.22) / 2 = 224 кПа.

Проверятся условие

P_max ? 1.2 R 269,78 < 497,16 кПа.

P_min ? 0 178,22 кПа > 0;

P ? R 224 < 414,3 кПа.

Условия выполняются. Сечение запроектировано с нагрузкой

100 (414,3 - 224) / 414,3 = 46% - неэкономично, целесообразным решением является использование прерывистых фундаментов.

Интервал между плитами

С_max = (Вт/в - 1) Lт

где Lт - длина плиты фундамента, Lт = 2,38 м;

Вт - принятая стандартная ширина подушки Вт = 0,6 м;

в - требуемая по расчету ширина подушки, в = 0,02 м.

C_max = (0,6 / 0,02 - 1) х 2,38 = 69,02 м, но

С < 0,7 х 2,38 = 1,666 м и С < 1,2 м.

Определяется количество плит в прерывистом фундаменте

n = (L + C) / (L + C) = (30,62 + 1,15) / (2,38 + 1,15) = 8,98.

Принято n = 9 штук

Уточняется величина С.

С = (L - n x L) / (n - 1) = (30,62 - 9 х 2,38) / (9 - 1) = 1,15 м.

Среднее давление под подошвой плит

Р = N x L / L x n = 27,47 х 30,62 / 2,38 х 9 = 263,27 кПа.

Условие Р ? R:

257,1 < 414,3 кПа - выполнено.

Недогрузка по сечению при использовании прерывистого фундамента снижается до

100 (414,3 - 257,1) / 414,3 = 36%

3.4.2 Расчет фундамента под внутреннюю стенку в подвале по оси Е

Нагрузка на 1 м длины фундамента.

F_v = 242,54 кН.

Глубина заложения фундамента d = 2,22 м. Остальные характеристики те же, что и в предыдущем расчете.

Площадь подошвы фундамента

А = 242,54 / (200 - 22,5 х 2,22) = 1,62 м², в = 1,62 м.

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 1,62 м.

R = 1,3 (1,55 х 0,7 х 1,62 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 457,82 кПа.

Поскольку расхождения между значениями R и Ro

100 (457,82 - 200) / 457,82 = 56% > 10%, ширина фундамента пересчитывается.

А = 242,54 / (457,82 - 22,5 х 2,22) = 0,59 м², в = 0,59 м.

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 0,59 м.

Rґ = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,59 х 19,26 + 7,71 х 0,87 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 429,97 кПа.

Расхождение 100 (457,82 - 429,97) / 457,82 = 6% < 10%.

Принимаются типовые фундаменты. Плиты марки ФЛ 6.24. (Lт = 2,38 м, Вт = 0,6 м, hт = 0,3 м, вес = 10,4 кН). При толщине стены 0,51 м используются фундаментные блоки марки ФБС 24.6.6. (L = 2,38 м, в = 0,6 м, h = 0,58 м, вес - 196 кН)

Расчетное сопротивление грунта в основании фактического фундамента шириной Вт = 0,6 м.

R 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,6 х 19,26 + 7,71 х 0,17 х 18,2 + 6,71 х 1,45 х 18,2 + 9,58 х 2) = 430,1 кПа

Рассчитывается вес фундамента длиной 1 м.

Gф = 10,4 / 2,38 + 19,6 / 2,38 = 12,61 кН.

Вес грунта на обрезах фундамента

Gгр = 0.

Нагрузка на уровне подошвы фундамента

N = F_v + в_ф = 242,54 + 12,61 = 255,15 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Р = N / А = 255,15 / 0,6 = 425,25 кПа

Проверяется условие R ? Р: 430,1 > 425,25 кПа.

Условие выполняется. Недогрузка по сечению составляет

100 (430,1 - 425,25) / 430,1 = 1% - экономично.

3.4.3 Расчет фундамента под внутреннюю стену по оси Г без подвала

Нагрузка на 1 м длины фундамента F_v = 114,62 кН.

Глубина заложения фундамента d = 0,75 м.

Площадь подошвы фундамента

А = 114,62 / (200 - 22,5 х 1,8) = 0,72 м²; в = 0,72 м.

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной 0,72 м.

R = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,72 х 19,26 + 7,71 х 0,75 х 18,2 + 9,58 х 2) = 181,3 кПа.

Расхождение между значениями R и Ro:

100 (200 - 181,3) / 200 = 9% не превышает 10%.

Принимаются типовые фундаментные конструкции. Плиты марки ФЛ 8.24 (Lт = 20.38 м, Вт = 0,8 м, hт = 0,3 м, вес - 13,95 кН). При толщине стены 0,38 м используются фундаментные блоки марки ФБС 24.4.6 (L = 2,38 м, в = 0,4 м, h = 0,6 м, вес - 13 кН).

Определяется расчетное сопротивление грунта в основании фактического фундамента вт = 0,8 м.

R = 1,3 (1,55 х 0,7 х 0,8 х 19,26 + 7,71 х 0,75 х 18,2 + 9,58 х 2) = 183,5 кПа.

Вес фундамента длиной в 1 м.

Gф = 13,95 / 2,38 + 13 /2,38 = 11,32 кН.

Вес грунта на обрезах фундамента

Gгр = 2 х 0,2 х 0,3 х 18,2 = 2,184 кН.

Нагрузка на уровне подошвы фундамента

N = F_v + Gф + G_гр = 114,62 + 11,32 + 2,84 = 128,124 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Р = 128,124 / 0,8 х 1 = 160,155 кПа

Условие Р ? R

160,155 < 183,5 кПа - удовлетворяется

Нагрузка по сечению составляет

100 (183,5 - 160,155) / 183,5 = 13%

3.4.4 Расчет фундамента под колонну ванны 25 х 8,5 м.

Фундамент внецентренно нагружен. Нагрузки на образе в соответствии с п. 2.1.6.: F_v = 625,77 кН.

М = 142,45 кНм. Размер колонны в плане 0,4 х 0,4 м Колонна расположена в подвале, отметка пола подвала - 2,5 м, по грунту - бетонная подготовка толщиной 0,1 м ( _cf = 1,8 кН/м²). Минимальная глубина заложения d = 0,4 м от уровня пола подвала в связи с тем, что фундамент и колонна являются единой монолитной конструкцией.

Требуемая площадь фундамента определяется:

А = F_v х R /(R_o - _ср x d) = 625,77 х 1,2 / (200 - 22,5 х 0,4) = 3,66м²,

где R - коэффициент учитывающий внецентренное загружение фундамента, R = 1,2;

_ср - средний удельных вес бетона и грунта, _ср = 22,5 кН/м³

Размеры фундамента в плане

в = ; L = в / 0,8 = 1,71 / 0,8 = 1,38 м

Принято _ср = 1,3; _с2 = 1; R =1; R₂ =1; М = 1,55; Мq = 7,71; М_с = 9,58; С₂ = 2кПа; d₁ = 0,4 м; d_в = 0; = 18,2 кН/м³.

= (18,2 х (11,7 - 1,85) + 3,5 х 20,5 + 4 х 20,7) / (11,7 - 1,85 + 3,5 + 4) = 19,24

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 1,71 м.

R = 1,3 (1,55 х 0,7 х 1,71 х 18,24 + 7,71 х 0,4 х 18,2 + 9,58 х 2) = 144,28 кПа.

Расхождение между R и Ro

100 (200 - 144,28) / 200 = 28% превышает 10%, расчет повторяется

А = 625,77 х 1,2 / (144,28 - 22,5 х 0,4) = 5,16 м²;

в = ; L = в / 0,8 = 2,54 м.

Расчетное сопротивление в основании фундамента шириной в = 2,03 м

Rґ = 1, (1,55 х 0,7 х 2,3 х 19,4 + 7,1 х 0,7 х 18,2 + 9,58 х 2) = 207,7 кПа.

глубина заложение увеличивается d = 0,7 м.

Расхождение составляет

100 (207,7 - 144,28) / 207,7 = 30%, превышает 10%,

площадь подошвы фундамента пересчитывается

А = 625,77 х 1,2 / (207,7 - 22,5 х 0,7) = 3,64 м²;

в = ; L = 2,1 м

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента шириной в = 1,71 и d = 0,7 м.

RЅ = 1,3 (1,55 х 07 х 1,71 х 19,24 + 7,71 х 0,7 х 18,2 + 9,58 х 2) = 199 кПа

Расхождение между значениями Rґ и RЅ составляет

100 (207,7 - 199) / 207,7 = 4% не превышает 10%.

Расчет заканчивается.

С учетом числа и размеров степеней уточняются размеры в плане, отметка подошвы фундамента и глубина его заложения. Окончательно принимается фундамент высотой 0,6 м и размером в плане 1,8 х 2,1 м. Глубина заложения от уровня пола в подвале d = 0,7 м, от уровня спланированной отметки земли d_факт = 2,15 м.

Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента фактической ширины в = 1,8 м.

= 1,3 (1,55 х 0,7 х 1,8 х 19,24 + 7,71х 0,7 х 18,2 + 9,58 х 2) = 201,4кПа.

Определяется вес фундамента Gф и вес грунта на его обрезок - Gгр

Gф = V_ф х _в;

где V_ф - объем фундамента, м³;

_в-удельный вес железобетона, _в = 25 кН/м³

Gф = (1,8 х 2,1 х 0,3 + 1,2 х 1,8 х 0,3) х 25 = 41,82 кН;

Gгр = V_гр х

где Vгр - объем грунта на обрезах фундамента, м²

Gгр = (1,8 х 2,1 х 0,3 - 1,2 х 1,5 х 0,3) х 18,2 = 10,81 кН.

N = F_v + Gф + G_гр = 625,77 + 41,85 +10,81 = 634,52 кН.

Краевые давления под подошвой фундамента

Wx = в L² / 6 = 1,8 х 2,1² / 6 = 1,323 м³

Р_max = 634,52 /1,8 х 2,1 + 142,45 / 1,323 = 230,86 кПа;

Р_min = 634,52 / 1,8 х 2,1 - 142,45 / 1,323 = 74,87 кПа.

Среднее давление

Р = (Р_max + P_min) /2 = 167,87 кПа.

Проверяются условия:

Р_vax? 1,2 R 230,86 < 241,86 кПа;

Р_min > 0 74,87 > 0;

Р ? R 167,87 <201,4 кПа.

Условия выполняются. Фундамент запроектирован с недогрузкой.

100 (201,4 - 167,87) / 201,4 = 16%, т.е. экономично.

Список использованной литературы

1. Долин П.А. «Справочник по технике безопасности». М., Энергоиздат, 2008.

2. Галкин И.П. «Экономика строительства». Справочник. М., Стройиздат, 1989.

3. Барашиков А.Я. «Железобетонные конструкции». Киев, Вища школа, 2007.

4. Дикман Л.Г. «Организация и планирование строительного производства». М., Высшая школа, 1988.

5. Дыховичный Ю.А. «Жилые и общественные здания». М., Стройиздат, 1991.

6. Байков В.Н., Сигалов Э.В. «Железобетонные конструкции». М., Строиздат, 2009.

7. СНиП 2.07.07-85 «Нагрузки и воздействия». М., Стройиздат, 2009.

8. СНиП 2.01.02-87 «Строительная климатология и геофизика». М., Стройиздат, 2007.

10. СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». М., Стройиздат, 2009.

11. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». М., Стройиздат, 2006.

Размещено на Allbest.ru