Расчет оснований и фундаментов здания склада

ПЗ ЖБК юля.doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Факультет:Архитектурно-строительный
Специальность: 270102
Кафедра:Автомобильные дороги и
технология строительного производства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Расчет оснований и фундаментов здания склада»
студент гр. ПГ-09-03
Исходные данные для проектирования . 4
Расчет плиты перекрытия «ТТ» .. 6
1 Результаты расчета в «SCAD» 12
2 Конструктивный расчет ригеля 32
Список литературы .. 38
Исходные данные для проектирования.
Компоновка конструктивной схемы здания.
Трехэтажное здание с полным каркасом имеет размер в плане 7(30 м и
сетку колонн 35 ( 5 м. Высота каждого этажа - 33 м. Стены выполнены
из навесных панелей которые навешиваются на несущие колонны.
Рисунок 1. Схема многоэтажного здания
Элементы проектируемого здания:
Ригели компонуем в соответствии с типовой конструкторской документации
серия 1.020-187 выпуск 3-5.
Рис.2 – ригель по серии 1.020-187 выпуск 3-5
Колонны компонуем согласно с серии 1.020-183 выпуск 2-5
Рис.3 –Колонны по серии 1.020-183 выпуск 2-5
Плиты компонуем по серии 1.042.1-2 выпуск 1
Рис.4 –Плиты по серии 1.042.1-2 выпуск 1
П1- ПТ 48.13 –доборная плита
Расчет плиты перекрытия «ТТ» по предельным состояниям первой группы.
Армирование продольных ребер плиты осуществляется плоскими сварными
каркасами К1 из арматуры классов А400. Каркасы К1 должны быть установлены
симметрично. Продольная арматура каркасов К1 и сеток С1 может быть
Статический расчет панели выполняется из условия шарнирного опирания
ее на полки ригеля на действие равномерно распределенной нагрузки.
Номинальные размеры панели:
Расчетная ширина: b1=1500-10=1490 (мм); b0=15002=750 мм.
Расчетная длина: L1=L-bw2-2K=5000-200-2*10=4780;
L0= L1-43*C=4780-43*90=4660 мм.
Где К – длины зазора С- длины площадки опирания панели.
Расчет нормативной нагрузки от настила:
Vсеч=(b1*hп+(bр*hр)*2)*L=(1490*45+(140*355)*2)*5=83255 м3
Pn= Vсеч*γ*gS=83225*25*101.49*5=2680 Нм2
Таблица 1. Сбор нагрузок
Нормативная Коэффициент Расчётная нагрузка
Нагрузка нагрузка Нм2надежности по Нм2
- собственный вес 2680 11 2948
- перегородки и 1000 11 1100
Наибольший изгибающий момент от расчетных нагрузок в среднем сечении
нормальном к продольной оси панели определяется:
где q – погонная расчетная нагрузка qрасч=p*b Нм
p – расчетная нагрузка p=8848*095=84056 Нм2
qрасч=84056*15=126084 Нм=126 кНм.
Наибольшая поперечная сила от расчетных нагрузок в приопорном наклонном
Для плиты перекрытия применяют бетон тяжелый класса В20.
Характеристики бетона:
- коэффициент условий работы бетона (b2 =0.9 [1 табл.15] ;
- расчетная прочность Rb=115*09=1035 МПа [1 табл.13];
- расчетное сопротивление при растяжении Rbt=09*09=081 МПа
- начальный модуль упругости Eb=24*103 МПа [1 табл.18];
Арматура продольных ребер класса А400. Характеристики арматуры:
- расчетное сопротивление Rs=365 МПа [1 табл.22];
- модуль упругости Es=20*104 МПа [1 табл.29];
Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси
Рис. 5 - Расчетная схема определения изгибающего момента и поперечных сил
Граничная относительная высота сжатой зоны определяется:
α – для тяжелого бетона равен 085 тогда
Из условия прочности нормального сечения определяется расчетное
значение относительной несущей способности.
Линейной интерполяцией [2 табл.П.1] определяется относительная высота
сжатой зоны сечения [pic].
[pic]следовательно сечение нормально армировано. Абсолютное значение высоты
[pic]-нейтральная ось проходит в полке плиты и сечение рассчитывают как
прямоугольное; интерполяцией [pic] [2 табл.П.1].
Площадь сечения рабочей арматуры растянутой зоны определяется из условия
равенства изгибающих моментов от внешней нагрузки М и внутренних усилий:
Принимаем 2(14 A400 с площадью Аs=308 мм2 [2 табл.П.2].
Рис. 6 – Расположение продольной арматуры в ребрах плиты «ТТ»
Предельные растягивающие напряжения будут восприниматься бетоном
приопорной зоне плиты если выполняется условие
где [pic]=06 – для тяжелого бетона
Следовательно расчет поперечной арматуры не требуется. В данном случае
поперечная арматура (4 Вр-1устанавливается с шагом 150мм только на
приопорных участках(14 пролета) на остальной части пролета[pic] в
составе плоских каркасов (вместе с двумя стержнями продольной арматуры).
Предельные сжимающие напряжения (2) в ребре панели на участке между
наклонными трещинами будут восприняты бетоном без разрушения если
выполняется следующее условие:
[pic] (поперечная арматура)
[pic] (наг поперечной арматуры)
условие выполняется.
Расчет полки плиты на местный изгиб
Расчетный пролет 300 мм. Нагрузка на 1 м2 полки:
gполки= Vсеч*γ*gS=03·0045·1·981·2500(1·0.3)=110363 Нм2
(g+v)·γn=(110363+1100+4800)·0.95=665345Нм2 =665 кНм2.
γn=095 – коэффициент надежности по назначению
Изгибающий момент для полосы шириной 1м определяют с учетом частичной
М=665·03 22=03 кН·м.
Арматура (4 Вр-1 Rs=365 МПа;
Рабочая высота сечения: h0= h –a-d2=45-10-42=33мм=3.3см.
Вспомогательный коэффициент:
Относительная высота сжатой зоны сечения
Выбираем (3 Вр-1 с ячейкой 250х250мм Аs=28.3мм2.
Расчет ригеля по предельным состояниям первой группы.
Конструктивное решение стыка ригеля с колонной на «скрытой консоли»
отвечает эстетическим требованиям предъявляемым прежде всего к жилым и
общественным. На концах ригеля при этом выполняется подрезка
соответствующая размерам консоли колонны.
Ригель изготавливается из тяжелого бетона (γ = 24 тм3) плотной
структуры прочностью: В30.
Ребро ригеля армируется двумя вязаными каркасами К1 из продольной
арматуры класса А400 и поперечной арматуры класса А400.
Полка (уширение) ригеля кроме того усиливается по всей длине
конструкции гнутой сеткой С1 из арматуры класса В-500 (Вр-500).
Для крепления панелей перекрытия к ригелю на полках размещены
закладные детали. Для подъема ригеля в том числе при установке его в
проектное положение имеются строповочные петли (ПС).
Расстояния между продольными и поперечными арматурными стержнями а
также толщина защитного слоя бетона приведены в 5 разделе СНиП 2.03.01-84
«Бетонные и железобетонные конструкции».
Расчет поперечной рамы производим в программном комплексе SCAD.
Сбор нагрузок необходимых для ввода в SCAD
Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины ригеля:
) от собственного веса колонн и ригелей c учетом [pic] и [pic]
) от веса плит перекрытия с учетом коэффициента[pic] [pic]
g=2948·5·095=14003Нм=14003кНм
) нагрузка от массы пола и перегородок с учетом
коэффициента[pic][pic]
g=1100·5·095=5225Нм=5225кНм
Временная нагрузка с учетом [pic]
)распределенная нагрузка на междуэтажные перекрытие прикладывается
по трем вариантам v=4800·5·0.95=22800 Нм=228кНм:
вариант нагружения: на ригели (4-5) (5-6) (7-8) (8-9);
вариант нагружения: на ригели (5-6) (8-9);
вариант нагружения: на ригели (5-6)(7-8);
) снеговая нагрузка: 4 снеговой район- [pic]
снеговая нагрузка рассчитывалась в программе «Вест» данные
необходимые для ввода: снеговой район – 4 тип местности – В средняя
скорость ветра зимой 4мс средняя температура января -20 оС высота
v=1.683 ·5·095=799кНм
) ветровая нагрузка рассчитывалась в программе «Вест»
а) наветренная сторона
б) подветренная сторона
v=-0203 ·5·095=-096кНм
Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля (5-6)
Учитывая конструктивную схему здания а также возможное
перераспледеление моментов под влиянием образования пластических
шарниров в ригеле его статический расчет выполняется в программном
1 Результаты расчета в «SCAD»:
2 Конструктивный расчет ригеля
Конструктивный расчет ригеля без предварительного напряжения
выполняется с целью определения необходимого и достаточного количества
рабочей продольной и поперечной арматуры. Расчет нормальных сечений
выполняется по двум группам предельных состояний наклонных сечений –
только на прочность (по 1 группе предельных состояний).
По табл. 12 13 СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные
конструкции» для бетона класса В30 с учетом коэффициента условия работы γb2
= 09 (табл. 15 СНиП 2.03.01-84) определяются расчетные сопротивления: Rb
= 170х09 = 153 МПа; Rbt = 12 х 09 = 108 МПа; Rbser = 22МПа; Rbtser =
МПа. Расчетное сопротивление арматуры класса А400 растяжению: Rs = 365
МПа (табл. 22 СНиП 2.03.01-84). Начальный модуль упругости бетона – Eb =
104 МПа (табл. 18 СНиП 2.03.01-84) модуль упругости Es = 2х105 МПа
(табл. 29 СНиП 2.03.01-84).
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны сечения (R) при
γb2 = 09 определяется по формуле:
где = α – 0008 Rb = 085 – 0008153 = 0728;
sR = Rs = 365 МПа (для арматуры класса А400);
scu = 500 МПа (при γb2 = 09).
Граничное значение относительной несущей способности равно:
R (1-05 R) = 0584(1-050584) = 0413
Пусть нейтральная ось проходит в ребре таврового поперечного сечения
ригеля с рабочей арматурой (As) усиливающей только растянутую зону
(сечение одиночно армировано). Предположение справедливо если выполняется
М ≤ Rb hw b (h0 – 05hb)
При М = 46680 Нм; b = 02м; h0 = h – a = 045-003 = 042м; hw =
2м условие примет следующий вид:
680 Нм 153х106х022х02х(042-05х022) = 208692 Нм.
Поэтому фактическое тавровое сечение может быть заменено более
простым прямоугольным.
Расчетное значение относительной несущей способности равно:
(1-05 ) = [pic] = [pic] = 0085
Так как (1-05 ) = 0085 R = 0413 то сечение нормально
По табл. П.1 учебно-методического пособия линейной интерполяцией
определяется (1-05).
Площадь сечения рабочей арматуры растянутой зоны (класса А400) равна:
As = [pic] = [pic] = 31910-4 м2
В процентах от условной площади сечения ригеля это составляет:
% = [pic]100% = [pic]100% = 038% > min = 005%
По табл. П.2 П.4 учебно-методического пособия принимается 312 А400
с общей фактической площадью поперечного сечения As = 33910-4 м2 .
Высота сжатой зоны сечения находится из условия равновесия всех сил
приложенных к нормальному расчетному сечению:
x = [pic]n = [pic] = 004 м.
(1-05 ) = [pic] = [pic] = 009.
где h0= h -a-d2=0.45-0.02-0.122=0.424 м.
Так как R(1-05R) = 0413 то 0210 0413 то есть сечение
нормально армировано.
Несущая способность сечения изгибаемого элемента (МU) равна:
МU = Rbbh02(1-05) = 153х106х02х04242х009 = 495103 Нм.
М = 46680 Нм МU = 495103 Нм.
Недонапряжение составляет:
[pic]100% = [pic]100% = 57%
Следовательно несущая способность нормального сечения обеспечена.
Учитывая уменьшение значений изгибающих моментов М в направлении к
опорам а также возможность обрыва продольной арматуры в пролете если
число стержней более двух путем построения эпюры материалов уточняется
конструкция плоских каркасов К1.
Обрыв продольной арматуры (Аs) в пролете ригеля должен выполняться с
учетом сохранения ее симметрии относительно вертикальной плоскости
проходящей через центр тяжести сечения и сохранения не менее 2-х стержней
заводимых за грань опоры ригеля.
Определение несущей способности нормальных (к продольной оси ригеля)
сечений после обрыва одного стержня из трех требующихся для обеспечения
прочности наиболее загруженного сечения ригеля выполняется в следующей
последовательности. Высота сжатой зоны x равна:
x = [pic] = [pic] = 0027 м.
Рабочая высота сечения:
h0 = h – aз – d2 = 450-20-122 = 424 мм.
Относительная высота сечения сжатой зоны равна:
= [pic] = [pic] = 0064
Относительная несущая способность:
(1-05) = 0064(1-050064) = 0062
Несущая способность нормального сечения равна:
MU = Rbbh02(1-05) = 153х106х02х04242х0062 = 3410711Нм.
сечений в верхней зоне ригеля в пролете с рабочей арматурой 210 А400
. Высота сжатой зоны x равна:
x = [pic] = [pic] = 00187 м.
h0 = h – aз – d2 = 450-20-102 = 425 мм.
= [pic] = [pic] = 0044
(1-05) = 0044(1-050044) = 0043
Несущая способность нормального сечения равна верхней зоне ригеля:
MU = Rbbh02(1-05) = 153х106х02х04252х0043 = 23766Нм.
Сечение на опоре ( на грани колонны) - М=3732 кН·м; арматура
расположена в один ряд; h0= h – aз = 300-30 = 270 мм
(1-05 ) = [pic] = [pic] = 0167
As = [pic] = [pic] = 401710-4 м2
По табл. П.2 П.4 учебно-методического пособия принимается 216 А400
с общей фактической площадью поперечного сечения As = 40210-4 м2 .
Высота сжатой зоны сечения:
x = [pic]n = [pic] = 0048 м.
(1-05 ) = [pic] = [pic] = 016.
где h0= h -a-d2=0.3-0.02-0.0162=0.272 м.
МU = Rbbh02(1-05) = 153х106х02х02722х016 = 37597 Нм.
М = 37320 Нм МU = 37597 Нм.
Расчет прочности наклонного сечения ригеля на действие наибольшей
расчетной поперечной силы (Q) в приопорной зоне.
Проверяем условие Q ≤ φb3Rbtbh0
где φb3= 06 – для тяжелого бетона;
b = 03 м – ширина ребра ригеля;
h0 = 0275 м – рабочая высота сечения;
750 Н > 06108106020275 = 35640 Н.
Так как условие не выполняется то в опорную зону ригеля необходимо
ввести рабочую поперечную арматуру Asw.
Требуемое количество рабочей поперечной арматуры Asw определяется
расчетом на прочность наклонного сечения в приопорной зоне ригеля на
действие расчетной поперечной силы Q.
При этом усилие в хомутах на единицу длины элемента (qsw) должно быть
где φb2 = 2 – для тяжелого бетона (п.3.31 СНиП 2.03.01-84).
Так как qsw = 49897 Нм qswmin = 64800 Нм то для дальнейших
расчетов принимается qsw = qswmin = 64800 Нм.
Аsw = [pic] = 03410-4м
где s – шаг поперечной арматуры (хомутов); s определяется по пп.5.26 5.28
СНиП 2.03.01-84; на приопорных участках равных пролета принимается s =
5м; на остальных участках пролета s = 03м;
Rsw – расчетное сопротивление поперечной арматуры (хомутов) растяжению; для
арматуры класса Вр-1 по табл. 23 (СНиП 2.03.01-84) Rsw = 295МПа.
Принимаем поперечные стержни 4 Вр-1 с Аsw = 050310-4м2.
где φw = 1+αw = 1+5х69х00017 = 106;
φb1 = 1-Rb = 1-001153 = 0847;
= 001 (для тяжелого бетона);
750 Н 031060847153106020275 = 226366 Н.
Следовательно бетон на участке между двумя наклонными трещинами
обладает достаточным сопротивлением сжатию.
Длина анкеровки арматуры
Продольная растянутая арматура должна заводиться за сечение
теоретического обрыва в котором они учитываются с полным расчетным
сопротивлением на длину не менее lan:
Rb = 115 МПа (без учета γb2=0.9).
В пролете (112 А400):
Усилия в хомутах на единицу длины:
Длины анкеровки обрываемых стержней в пролете
Длина анкеровки стержней продольной арматуры в пролете принимается
равной 312мм. Так как в пролете в правой части расстояние между концом
анкеровки и колонной меньше 10% длины ригеля целесообразно арматуру не
обрывать по конструктивным соображениям.
На опоре (216 А400)::
Длина анкеровки стержней продольной арматуры на опоре принимается равной
Список использованной литературы
СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» М. 1985.
СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия « М. 1986.
В.Н.Байков Э.Е.Сигалов «Железобетонные конструкции. Общий курс»
И.М. Сперанский «Примеры расчета железобетонных конструкций»
Ю.А.Дыховичный «Сборный железобетонный унифицированный каркас». М.

ПЕЧАТЬ1 ЖБК ЮЛЯ.dwg

-х этажное промышленное nздание
КР2 Железобетонный и каменный конструкции
План здание и разрез 1-1 М200 nплита перекрытия П2 М25 разрез 2-2 М20n вид 1 М5разрез 3-3 М15 разрез 4-4 М10nкаркас плиты КП1 М20 сетка С1 М20 nсетка С2 С3 М25.
Спецификация элементов на одно изделие
Спецификация сборных элементов
Стержень ø14 A400С L=4560
Стержень ø 4 Вр-I L=4760
Стержень ø 4 Вр-I L=375
Стержень ø 3 Вр-I L=4610
Стержень ø 3 Вр-I L=1410
Стержень ø 8 A400С L=500
Стержень ø 4 Вр-I L=400
Стержень ø 8 A400С L=250
nСтержень ø 10 A400С L=350
Стержень ø 10 A400С L=550
Стержень ø 4 Вр-I L=165
Ведомость расхода стали на 1 элемент кг
Стержень 12 А400 L=2730
Стержень 4 Вр-I L=150
Стержень 12 А400 L=2100
Стержень 16 А400 L=580
Стержень 10 А400 L=2875
Стержень 4 Вр-I L=1200
Стержень 4 Вр-I L=456
Стержень 4 Вр-I L=2730
Закладная деталь МН1
Стержень 18 А400 L=720
Полоса 160х10 С3823 L=120
Полоса 160х10 С3823 L=130
Стержень 10 А400 L=180
Схема армирования ригеля
Узелы крепление ригеля к колонне
Ригель Р1 М20 вид А М10 схема армирования М20 nразрезы 1-1 2-2 М5 узелы крепления ригеля к кол. М5.nКаркас простанственный КП1 М10 сетка С1 М20 nзакладная деталь МН-1 М10.

ЖБК эпюры.dwg