3.каркас здания из сборного железобетона с объемным весом г_rc=25 кН/м³. Размер ячейки: пролеты ригелей L_b=6.0 м, шаг колонн а=6,5 м. Размеры сечений ригеля b_c*h_c= 0,6*0,25 м. Высота сечении плиты перекрытия h_p,cov=0.3 м, панели покрытия h_p,cov^/=0.2 м, толщина полов перекрытия д_fl=0.1 м, утеплитель покрытия д_t.cov=0.2 м. Объемный вес утеплителя покрытия г_t.cov=5 кН/м³.

4. количество надземных этажей здания n_st=4; высота этажа, в том числе и надземного h_st=4,2 м.

5. нагрузки на перекрытия

- от собственного веса панелей перекрытия и пола ( с учетом коэффициента надежности) g_рс=3584 кН/м²;

- временная полная х_р=6 кН/м².

6. коэффициент надежности по назначению здания г_n=0,95.

7.нормативный вес снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли S₀= 1,0кПа. Покрытие здания бесскатное, поэтому коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие м=1.

8. ширину и высоту оконных проемов назначаем на 2,4 м меньше шага колонн и высоты: l_win=a-2.4=6.9-2.4=4.5 м ; h_win=h_st-2.4=4,8-2.4=2,4 м. вес 1м² заполнения оконных проемов г_win=0,6 кН/м³.

9. предварительно толщину сборной части стены подвала назначаем равной h=0,5 м.

10. обратная засыпка пазухов фундаментов здания производится песком с объемным весом г_ter=16 кН/м³ и расчетным углом внутреннего трения ц=38⁰; временная нормативная нагрузка на поверхности земли Р=10 кН/м².

Вычисление геометрических характеристик.

Высота междуэтажного перекрытия

h_cov=h_b+h_p.cov+д_ft=0.6+0.3+0.1=1 м

- покрытия

h_cov^/=h_b+h_p.cov^/+д_cov.t=0.6+0.2+0.2=1 м

Высота наружной стены (за вычетом высоты парапета)

Н_w=h_st*n_st+h_b+h_p.cov^/-h_cov=4,2*5+0.6+0.2-1=20,8 м

Высота парапетной части стены

Н_р= д_cov.t+h_p=0.2+1=1.2 м

Площадь оконных проемов в стене в пределах одного шага колонн

S_win=l_win*h_win*n_st= 4.5*2,4*4=43,2 м².

Площадь стены

S_w=H_w*a-S_win=20,8*6,5-43,2=92,0 м²

Площадь парапетной части стены

S_p=H_p*a=1,2*6,5=7,8 м²

Проектируемая стена подвала относится к подпорным стенам. Каменные подпорные стены не рекомендуется выполнять высотой более 4 м. В нашем случае высота стены 3,6 м, что не превышает допустимые 4 м

Расчетная высота стены

H=H_f -h_cov=4,2-1=3,2 м

6.2 Нагрузки

Нагрузки определяем на 1 м² длины подпорной стены. Стена рассчитывается как балка с двумя неподвижными шарнирными опорами, одна из которых находится в уровне опирания ригеля перекрытия над подвалом. Другая - в уровне пола пандуса. Балка нагружена двумя вертикальными сосредоточенными силами N₁ и N₂, приложенными в уровне ее верха, и горизонтальным давлением грунта. Сила N₁ - это нагрузка, передающаяся от ригеля перекрытия над подвалом, а сила N₂ - нагрузка от наружной стены, включая вес участка стены подвала выше уровня опирания ригеля перекрытия подвала.

6.2.1 Определение N₁

Распределенная нагрузка на ригели этажей кроме чердачного:

Постоянная

g=g_p+g_b=г_n*g_pc*a+г_f*г_n*г_rc*b_b*h_b=0.95*3,584*6.5+1.1*0.95*25*0.20*0.6= 26 кН/м

Временная х=г_n*г_f*х_p*a=0.95*1.2*6*6.5=44,46 кН/м.

Полная q=g+v=26+44,46=70,5 кН/м.

Вычисляем опорный момент на опоре 2 слева - М₂₁. Отношение погонных жесткостей ригеля и колонны

Для схемы загружения всех пролетов постоянной нагрузкой

Аналогично для схемы загружения первого и третьего пролетов временной нагрузкой

Искомое значение М₂₁:

откуда

Эксцентриситет нагрузки N₁ относительно оси стены подвала

е₁=h/2-c/3=0.5/2-0.3/3= 0.15 м.

6.2.2 Определение N₂

Вес кирпичной кладки стен в пределах одного шага колонн

N_w=(д_w.i+д_w.e)S_w*г_w*г_f *г_n=(0.38+0.12)92*18*1.1*0.95=682 кН

Вес утеплителя стены

N_t=д_w.t*S_w* г_w*г_f *г_n=0.1*92*1*1.1*0.95=7,58 кН.

Вес парапета

N_р=д_р*S_р* г_w*г_f *г_n=0.25*7,8*18*1.1*0.95=36,7 кН.

Вес заполнения оконных проемов

N_win=g_win*S_win* г_w*г_f *г_n= 43,2*0,6*1.1*0.95=27 кН

Вес монолитного участка стены подвала

N_fm=h_m*a*д_w*г_rc*г_f*г_n =0.6*0.64*6.5*25*1.1= 68,64 кН

Вес сборного участка стены подвала, расположенного выше опирания ригеля

N_f.ass=(h_cov-h_m)h*a*г_w*г_f *г_n=(1-0.6)0.5*6.5*24*1.1*0.95=32,6 кН

Определяем N_cov.m- нагрузку на наружную стену от ригеля междуэтажного перекрытия промежуточного этажа. Нагрузки на ригель те же что и на ригель подвального перекрытия g=26 кН, v=44,46 кН, q=70,5 кН.

Опорный момент на опоре 2 слева (М₂₁):

нагрузка на стену

Аналогично определяем нагрузку от ригеля верхнего этажа N_cov.u:

g=г_n{(_f*g_p.cov+г_f*v_t.covд_t.cov)a+г_f*г_rc*b_b*h_b}=0.95{(1.1*2.5+1.3*5*0.2)*6.5+1.1*25*0.25* 0.6}=30,67 кН/м

v=г_f*г_n*м₀*a=0.95*1.4*0.7*1*6.5=6,05 кН/м

q=g+v=30,67+6,05=36,7 кН/м

откуда

Суммарная нагрузка от наружной стены на 1 м подпорной стены

N₂=(N_w+N_t+N_win+N_fm+N_f.ass+N_cov.m(n_st-1)+N_cov.u)/a

=682+7,58+27+68,64+32,6+36,2(5-1)+38,7/6.5=154 кН.

Эксцентриситет N₂ относительно оси стены подвала равен нулю.

6.2.3 Определение нагрузки от грунта засыпки

Толщина добавочного эквивалентного слоя грунта, заменяющего временную нормативную нагрузку на поверхности земли, h_red=p/г_ter=10/16=0.625 м.

При коэффициентах перегрузки: для нагрузки на поверхности земли (n₁) и для объемной массы грунта (n₂), равных: n₁=n₂=1.2, верхняя и нижняя ординаты бокового давления грунта на расчетную часть стены подвала соответственно будут равны:

6.3 Усилия

Изгибающие моменты в подпорной стене от горизонтального давления грунта определяется

где х - расстояние от ригеля до рассматриваемого сечения. Преобразуем формулу

Формула моментов от действия вертикальных нагрузок

М^v=-(1-x/H)N₁e₁=-(1-x/3) 38,73 *0.15=-5,81+2.767x

Суммарная формула М=М^h+M^v=-0.8166x³-3.945x²+19,372x-5,81

Максимальный пролетный момент:

Опорный момент (в уровне опирания ригеля, где х=0) М_min=-5,81 кНм.

Из двух вычисленных моментов за расчетный момент принимаем больший из них по абсолютному значению: М=11,75 кНм.

Продольная сила в сечении действия этого момента

N=N₁+N₂=38,73+154=193 кН.

6.4 Проверка несущей способности стены подвала

Эксцентриситет продольной силы

е₀=М/N=11,75/193=0,061 м < 0,9*h/2=0.9*0.5/2 = 0.225,

что допускается.

Площадь сжатой зоны

м²

При h?30 cм m_д=1.

При отношении л_h=L₀/h=H/h=2,6/0.5=5,2 и при марке раствора 50 для кладки из блоков из тяжелого бетона упругая характеристика кладки б=1500 и коэффициент продольного изгиба ц=0,98.

Высота сжатой части сечения h_c=h-2e₀=0.5-2*0.06=0.378 м.

При отношении л_h=H/h_с=2,6/0,378=6,87. коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения ц_с=0,935, ц₁=ц+ц_с/2=0,9525.

Для кладки из бетонных блоков марки М 300 на растворе М 50 расчетное сопротивление сжатию R=6,5 МПа.

Коэффициент

щ=1+(е₀/h)=1+0.06/0.5=1.122<1.45

Несущая способность

N_cc=m_gц₁RA_cщ=1*0.9525*6,5*0.378*1.122=2,85 МН=2850 кН>193 кН -

прочность стены подвала достаточна.

Литература

1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия /Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-36с.

2. Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учебник для ВУЗов. 5-е изд., перераб. и доп.-М.Стройиздат,1991г.-767с.

3. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-88с.

4. СНиП II.22-81. Каменные и армокаменные конструкции/Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1983.-40с.

5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Дополнения. Разд. 10 Прогибы и перемещения /Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-36с.

6. ГОСТ р 21.1101-92.СПДС Основные требования к рабочей документации /Минстрой России.-М.:Стандарты, 1993.-26с.

7. ГОСТ р 21.1501-92. СПДС. Правила выполнения архитектурно строительных рабочих чертежей/Госстрой России; ГПЦПП, -М.,1993.-26с.

Размещено на Allbest.ru