Железобетонные и каменные конструкции

PZ_Yakovlev.doc

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Пояснительная записка
по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» .
группы: ЗСБ16-12Б Яковлев И. С.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ3
КОМПОНОВКА СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ4
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ6
1. Конструктивное решение плиты перекрытия6
2. Сбор нагрузок на плиту перекрытия6
3. Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия7
4. Определение расчетных усилий8
5. Выбор материалов для плиты перекрытия9
6. Расчет продольного ребра плиты перекрытия по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)10
7. Расчет продольного ребра на действие поперечной силы (подбор поперечной арматуры)12
8. Конструирование каркаса продольного ребра12
7. Расчет полки плиты на местный изгиб13
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РИГЕЛЯ15
1. Конструктивное решение ригеля15
2. Сбор нагрузок на ригель15
3. Определение конструктивной и расчетной длин ригеля17
4. Определение расчетных усилий18
5. Выбор материалов для однопролётного ригеля18
6. Расчет ригеля по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)19
9. Конструирование каркаса К-1 ригеля25
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДНЕЙ КОЛОННЫ ПОДВАЛЬНОГО ЭТАЖА26
1. Определение усилий в колонне26
2. Выбор материалов для колонны30
3. Определение несущей способности колонны (подбор продольной рабочей арматуры)30
4. Подбор диаметра и определение шага поперечных стержней арматуры31
5. Конструирование каркаса колонны32
РАСЧЁТ СБОРНОГО ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ35
1. Определение ширина подошвы фундамента.35
2. Определение высоты фундамента.35
3. Расчет на продавливание.38
4 Определение площади арматуры подошвы фундамента.40
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Размеры здания в плане в осях: 15 х 24 м.
Расчетное сопротивление грунта: Ro = 025кНм2.
Снеговая нагрузка: Sн = 08 кНм2.
Временная нагрузка на перекрытие: 9кНм2.
КОМПОНОВКА СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
Компоновка конструктивной схемы заключается в размещении колонн и стен здания в плане выборе схем расположения ригелей и плит перекрытия назначении размеров колонн ригелей и плит перекрытия.
Для здания принимаем расположение ригелей – поперечное расположение плит перекрытия – продольное.
Размер колонн принимаем 04 х 04м.
Размеры всех элементом принимаются с точностью до 1см (если размеры получаются с десятыми долями сантиметра то их округляют до целого числа сантиметров в меньшую сторону).
Длину ригелей подбираем из заданной ширины здания учитывая что их длина должна находиться в пределах от 50 до 66м. Принимаем длину ригелей lр = 500м
(3 х 500 = 150м bзд).
Длину плит перекрытия подбираем из заданной длины здания учитывая что их длина должна находиться в пределах от 50 до 66м. Принимаем длину плит перекрытия lпл = 60м (4 х 60=24м = lзд).
Ширину плит перекрытия подбираем из принятой длины ригеля учитывая что их ширина должна находиться в пределах от 11 до 16м. Принимаем ширину плит перекрытия bпл = 132м (4 х 132 = 50м = плиты шириной 132м будут укладываться с зазором 5мм).
В левом и правом нижних углах здания плиты не укладываем оставляя отверстия для устройства лестничных маршей.
Принятая схема каркаса здания указана на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Схема каркаса многоэтажного здания.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
1. Конструктивное решение плиты перекрытия
Конструктивное решение плиты принимается в зависимости от принятой ширины плиты. Поперечное сечение плиты принимаем коробчатое (рис. 3.1).
Конструктивная ширина плиты принимается на 05см (0005м) меньше номинальной ширины равной по величине принятой ширине bпл = 132м. Высоту плиты принимаем равной 300 мм.
Толщину полки плиты принимаем равной 50мм.
Толщину боковых продольных ребер плиты принимаем равной 70мм. Уклон внутренних граней ребер плиты принимаем 1:10. Высоту утолщения нижних граней ребер плиты принимаем равной 90мм.
Рис. 3.1. Конструктивное решение плиты перекрытия.
2. Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Состав перекрытия указан на рис.3.2. Сбор нагрузок произведем в табличной форме
Рис. 3.2. Состав перекрытия.
Таблица 3.1 Сбор нагрузок
Коэффициент. надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка кНм2
- Линолеум ( = 12мм; ρ= 8 кНм3)
-битумная мастика (=10мм; ρ= 6кНм3)
- Керамзитобетон ( = 30мм; ρ = 18кНм3)
- Железобетонная плита
3. Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия
Конструктивная длина плиты определяется из условия ее опирания на ригели (рис.3.3). Для удобства монтажа между плитой и стенками ригелей с обеих сторон оставляется зазор по 10мм.
Рис. 3.3. Схема опирания плиты перекрытия на ригели.
Учитывая размер ригеля и величину номинальной длины плиты определим конструктивную длину плиты по формуле:
где – номинальная длина плиты принятая в разделе 2; = 6000мм;
По центру площадок опирания плиты на ригели действуют опорные реакции. Расстояние между этими реакциями – это расчетная длина плиты. Длина площадки опирания плиты на ригель равна 90мм. Следовательно опорные реакции будут находиться в 45мм (90мм2) от ее краев с обеих сторон. Расчетная длина плиты перекрытия будет определяться по формуле:
4. Определение расчетных усилий
Расчетная нагрузка на 1 м длины при ширине плиты 132 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=0.95;
-расчетная постоянная
-нормативная постоянная
-нормативная полная
-нормативная постоянная и длительная
Расчетные усилия в плите перекрытия определяются как для однопролетной шарнирно опертой балки по формулам:
где(g + ) – полная расчетная нагрузка на плиту перекрытия; (g + ) = 1808кНм2;
bпл – номинальная ширина плиты перекрытия; bпл = 132м;
γн – коэффициент надежности по назначению; γн = 095;
Усилия от расчетной полной нагрузки составляют:
— изгибающий момент в середине пролета:
— поперечная сила на опорах:
Усилия от нормативной нагрузки:
— постоянной и длительной:
5. Выбор материалов для плиты перекрытия
Для плиты перекрытия принимаем следующие материалы:
Плита изготавливается из тяжёлого бетона класса В25; коэффициент условий работы бетона ;
Арматура продольных рёбер из стали класса А500С ()
Полка плиты армируется рулонными сетками из арматурной проволоки периодического профиля укладываемыми между продольными рёбрами понизу и над ними поверху полки.
В плите перекрытия допустимо образование трещин к ней предъявляется 3-я категория по трещиностойкости. Плиты изготавливаются по поточно-агрегатной технологии с электротермическим способом натяжения арматуры на упоры формы.
Плита используется при строительстве здания относящегося ко II классу поэтому коэффициент надёжности по назначению
6. Расчет продольного ребра плиты перекрытия по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
Схема армирования продольного ребра плиты перекрытия указана на рис.3.4.
Рис. 3.4. Схема армирования плиты перекрытия
Коэффициент αm определяется по формуле:
гдеM – расчетный момент; M = 826кНм;
Rb – расчетное сопротивление бетона; Rb = 145МПа;
– ширина плиты поверху; = 128см;
ho – расстояние от оси арматуры до верха плиты (рабочая высота); ho = 27см;
γb1 – коэффициент учитывающий длительность нагрузки; γb1 = 09;
По приложению 10 находим значения и соответствующие найденному значению αm = 0068 (или ближайшему по величине к найденному). Для αm = 0068 значения этих величин будут равны: = 0965; = 007 Для арматуры A.500С
R = 0493. Проверяем выполнение условия R. Данное условие выполняется (007 0493).
Находим требуемое сечение арматуры по формуле:
гдеRs – расчетное сопротивление стали; Rs = 435МПа;
По приложению 12 подбираем ближайшее большее значение к требуемой площади для двух стержней. Принимаем арматуру 2ø22A.500С с фактической площадью сечения As = 760см2.
7. Расчет продольного ребра на действие поперечной силы (подбор поперечной арматуры)
В курсовом проекте расчет на действие поперечной силы не производим. Поперечную арматуру принимаем только по конструктивным требованиям.
Диаметр поперечной арматуры принимаем из условия сварки с продольной рабочей арматурой.
Для продольной рабочей арматуры ø22A500С (≤ø22) принимаем поперечную арматуру ø8A240.
Шаг поперечной арматуры:
- в близи опор (14 lo) шаг будет равен:
см; принимаем шаг 10см округляя в меньшую сторону кратно 5см;
- в средней части плиты шаг будет равен:
см; принимаем шаг 20см.
8. Конструирование каркаса продольного ребра
Каркас К-1 конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры а также из принятых величин шага поперечной арматуры в разных частях пролета (Рис.3.5).
Рис. 3.5. Каркас Кр-1 продольного ребра.
7. Расчет полки плиты на местный изгиб
Расчётный пролёт между осями опор:
Нагрузка на 1м2 полки может быть принята (с несущественным прерыванием) такой же как и для плиты g = 362 - 2752 = 362 - 1375 =
Временная нагрузка =12 кНм
Полная расчетная g + = 2245 + 12 = 14.245 (для полки плиты)
Изгибающий момент для полосы шириной 1 м определяется с учетом частичной заделки в ребрах;
Расчет полки по нормальному сечению (подбор сетки)
гдеM – расчетный момент; M = 1683 кНм;
ho – расстояние от верха плиты; ho = 35см;
По приложению 10 находим значения и соответствующие найденному значению αm = 0105 (или ближайшему по величине к найденному). Для αm = 0104 значения этих величин будут равны: = 0945; = 011 Для арматуры В-500 R = 0502. Проверяем выполнение условия R. Данное условие выполняется (011 0502).
гдеRs – расчетное сопротивление стали; В-500 Rs = 415МПа;
Из сортамента сеток принимаем сетку
Вблизи опор сетка располагается в верхней части плиты в центе пролета в нижней части плиты.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РИГЕЛЯ
1. Конструктивное решение ригеля
Поперечное сечение ригеля принимаем тавровое (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Конструктивное решение ригеля.
2. Сбор нагрузок на ригель
Постоянная распределенная нагрузка от перекрытия на ригель:
гдеgп – постоянная расчетная нагрузка на перекрытие gп = 362кНм2;
γп – коэффициент надежности по нагрузке; γп = 095;
Собственный вес погонного метра ригеля: gриг = 60кНм.
Постоянная распределенная нагрузка на ригель: gпост = g + gриг ;
gпост = 210 + 60 = 27 кНм.
Временная распределенная нагрузка на ригель:
гдеп – временная расчетная нагрузка на перекрытие п = 12 кНм2;
Понижающий коэффициент для временной нагрузки определяется по формуле:
гдеA – грузовая площадь ригеля определяемая по формуле:
Полная распределенная нагрузка на ригель:
3. Определение конструктивной и расчетной длин ригеля
Конструктивная длина ригеля определяется из условия ее опирания на колонны (рис.4.2). Для удобства монтажа между колонной и ригелем с обеих сторон оставляется зазор по 20мм.
Рис. 4.2. Схема опирания ригеля на колонны.
Учитывая размеры колонны и величину номинальной длины ригеля определим конструктивную длину плиты по формуле:
где – номинальная длина ригеля принятая в разделе 2; = 5000мм;
По центру площадок опирания ригеля на колонны действуют опорные реакции. Расстояние между этими реакциями – это расчетная длина ригеля. Длина площадки опирания плиты на ригель равна 130мм. Следовательно опорные реакции будут находиться в 65мм (130мм2) от краев ригеля с обеих сторон. Расчетная длина ригеля будет определяться по формуле:
Расчетные усилия в ригеле определяются как для однопролетной шарнирно опертой балки по формулам:
гдеq – полная распределенная нагрузка на ригель; q = 772кНм;
5. Выбор материалов для однопролётного ригеля
Для железобетонного ригеля принимаем следующие материалы:
Бетон тяжёлый класса В25 расчётное сопротивление при сжатии при растяжении ; коэффициент работы бетона ; модуль упругости .
Арматура продольная рабочая класса А-400 расчётное сопротивление модуль упругости
6. Расчет ригеля по нормальному сечению (подбор продольной рабочей арматуры)
Схема армирования ригеля указана на рис.4.3.
Рис. 4.3. Схема армирования ригеля.
гдеM – расчетный момент; M = 21590 кНм;
b – ширина ригеля поверху; b = 20см;
ho – расстояние от оси арматуры до верха ригеля (рабочая высота); ho = 55см;
γb1 – коэффициент условий работы бетона; γb1 = 09;
По приложению 10 находим значения и соответствующие найденному значению αm = 0273 (или ближайшему по величине к найденному). Для αm = 0276 значения этих величин будут равны: = 0835; = 033. Для арматуры A400
Проверяем выполнение условия R. Данное условие выполняется(033 0531)
гдеRs – расчетное сопротивление стали; Rs = 355МПа;
По приложению 12 подбираем ближайшее большее значение к требуемой площади для четырех стержней. Принимаем арматуру 4ø22 A400 с фактической площадью сечения As = 152 см2.
7. Расчет ригеля по наклонному сечению (подбор поперечной арматуры)
В курсовом проекте расчет ригеля по наклонному сечению не производим. Поперечную арматуру принимаем только по конструктивным требованиям.
Для продольной рабочей арматуры ø22 A400 (≤ø22) принимаем поперечную арматуру ø8 A400.
см; принимаем шаг 20см;
см; принимаем шаг 40см.
8. Построение эпюры материалов (нахождение точки теоретического обрыва стержней)
Для построения эпюры материалов необходимо в первую очередь построить эпюру моментов возникающих ригеле и нанести на нее максимальное и промежуточные значения моментов. Промежуточные значения величин моментов определяем по формулам:
гдеQ – поперечная сила; Q = 18258 кН;
q – полная распределенная нагрузка на ригель; q = 772 кНм;
Определим фактическое усилие которое сечение ригеля может выдержать.
Для этого найдем значение по формуле:
где – фактическая площадь рабочей арматуры; для 4ø22 A400 = 15.2см2;
Rs – расчетное сопротивление арматуры; Rs = 355МПа;
По приложению 10 находим значение соответствующее найденному значению = 0375 (или ближайшему по величине к найденному). Для = 038 значения этой величины будет равно = 081.
Максимальный момент воспринимаемый сечением определяется по формуле:
Т.к. изгибающий момент в ригеле не постоянен (уменьшается к краям) то ближе к раю ригеля сечение будет недогружено (будет перерасход арматуры). Следовательно часть рабочей арматуры можно до конца не доводить.
Т.к. арматура принята одинаковой то не доводим до конца верхние стержни рабочей арматуры. В данном сечении фактическая площадь будет равна = 760см2. Расстояние от оси арматуры до верха ригеля (рабочая высота) будет равна h01 = 57см (рис.4.4).
Рис. 4.4. К определению усилий воспринимаемых сечением.
Для этого сечения найдем значение по формуле:
По приложению 10 находим значение соответствующее найденному значению = 0181 (или ближайшему по величине к найденному). Для = 018 значения этой величины будет равно = 091.
Максимальный момент воспринимаемый данным сечением (с двумя стержнями арматуры) определяется по формуле:
Значения максимальных моментов М4 и М2 наносим на эпюру материалов. В точках пересечения линии М2 и эпюры моментов М верхние стержни будут обрываться. Но для работы верхних стержней необходима их дополнительная заделка с каждой стороны на величину W равную 15 диаметрам арматуры:
Рис. 4.5. Эпюра материалов.
9. Конструирование каркаса К-1 ригеля
Каркас К-1 конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры а также из принятых величин шага поперечной арматуры в разных частях пролета (Рис.4.6).
Длину верхнего стержня рабочей арматуры определяем по эпюре материалов. Требуемая длина стержня будет равна: 2750 + 330 2 = 3410. Учитывая что шаг внутренних стержней 400мм а шаг стержней в приопорных зонах 200мм принимаем длину верхнего стержня рабочей арматуры 3410мм оставляя с обоих концов выпуски по 105мм:
l = 105 + 2 200 + 6 400 + 2 200 + 105 = 3410мм.
Рис. 4.6. Каркас К-1 ригеля.
– 12 А4005. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДНЕЙ КОЛОННЫ ПОДВАЛЬНОГО ЭТАЖА
1. Определение усилий в колонне
Рис. 5.1. Состав покрытия кровли.
Таблица 5.1 - Состав покрытия
- Гидроизоляционный ковер (3 слоя)
- Арм. стяжка ( = 40мм; ρ = 22 кНм3)
- Керамзит ( = 100мм; ρ = 6 кНм3)
- Утеплитель ( = 100мм; ρ = 15 кНм3)
- Снеговая нагрузка* S = Sg
*– снеговая нагрузка и коэффициент =1 при углах наклона ската кровли меньше 25°. принимаются по СП 20.13330.2011 [1].
На среднюю колонну подвального этажа действуют следующие нагрузки:
- постоянная нагрузка от перекрытий всех этажей;
- постоянная нагрузка от ригелей каждого этажа;
- постоянная нагрузка от покрытия;
- временная нагрузка от перекрытий всех этажей;
- снеговая нагрузка;
- собственный вес колонны.
Грузовая площадь колонны принимается по номинальным длинам плиты
(lпл = 60м) и ригеля (lр = 50м):
Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа определяется по формуле:
гдеgп – постоянная расчетная нагрузка на перекрытие (берется из табл.3.1);
A – грузовая площадь колонны; A = 30м2;
Постоянную нагрузку от ригеля принимаем равной gр = 31.8 кН.
Нагрузка от собственного веса колонны в пределах одного этажа определяется по формуле:
гдеAb –площадь сечения колонны; Ab = 04 04 = 016м2;
Hэт – высота этажа; Hэт = 42 м;
ρ – объемный вес железобетона; ρ = 250кНм3;
γf – коэффициент; γf = 11;
Полная постоянная нагрузка с одного этажа на колонну определяется по формуле:
гдеg1 – постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа; g1 = 1118кН;
gр – постоянная нагрузка от ригеля; gр = 31.8 кН;
gк – нагрузка от собственного веса колонны в пределах одного этажа; gк= 1505кН;
Постоянная нагрузка от покрытия определяется по формуле:
гдеgр – постоянная нагрузка от ригеля; gр = 31.8кН;
gкр – постоянная нагрузка от конструкции кровли определяемая по формуле:
гдеgкр1 – расчётная нагрузка от собственного веса кровли на 1м2; gкр1 = 505кНм2;
Временная нагрузка от перекрытия одного этажа определяется по формуле:
где – временная расчетная нагрузка на перекрытие (берется из табл.3.1);
Временная нагрузка от покрытия (снеговая нагрузка) определяется по формуле:
гдеS – снеговая нагрузка на покрытия; S = 08 кНм2;
гдеA1 – понижающий коэффициент для временной нагрузки на один этаж найденный в п. 4.2; A1 = 073;
n – количество этажей в здании; п = 10;
Полная суммарная нагрузка со всех этажей на колонну определяется по формуле:
гдеgэт – полная постоянная нагрузка с одного этажа на колонну;
n – количество этажей в здании; п = 5
gпок – постоянная нагрузка от покрытия; gпок = 1877кН;
п – временная нагрузка от перекрытия одного этажа; п = 3705кН;
п1 – понижающий коэффициент для временной нагрузки; п1 = 051;
Sпок – снеговая нагрузка на покрытия; Sпок = 37.05кН;
gк – нагрузка от собственного веса колонны в подвальном этаже;
2. Выбор материалов для колонны
Для колонны принимаем следующие материалы:
- бетон: класс В35 (при усилии в колонне N = 36844 кН); Rb = 195МПа.
- арматура:А400; Rs = 435 МПа.
3. Определение несущей способности колонны (подбор продольной рабочей арматуры)
Требуемое сечение арматуры для армирования колонны определяется по формуле:
гдеN – полная суммарная нагрузка со всех этажей на колонну; N = 36844кН;
φ – коэффициент продольного изгиба; φ = 092;
Rb – расчетное сопротивление бетона; Rb = 195МПа;
Ab – площадь сечения колонны; Ab = 016м2 = 1600см2;
Rs – расчетное сопротивление стали; Rs = 435МПа;
По приложению 12 подбираем ближайшее большее значение к требуемой площади для четырех стержней. Принимаем арматуру 4ø32 A400 с фактической площадью сечения As = 321 см2
4. Подбор диаметра и определение шага поперечных стержней арматуры
Поперечная арматура устанавливается для выдержки защитных слоев бетона для рабочей арматуры при вязке каркаса а также для исключения выпучивания рабочей арматуры под действием нагрузки.
Для продольной рабочей арматуры ø32 A400 принимаем поперечную арматуру ø8A240.
Шаг поперечной арматуры принимается не более 15 диаметров продольной рабочей арматуры:
Окончательно принимаем шаг поперечной арматуры S = 40 см округляя в меньшую сторону кратно 5см.
Рис. 5.2 Сечение колонны
5. Конструирование каркаса колонны
Колонну принимаем составной по высоте здания.
Колонна подвального этажа будет устанавливаться в сборный фундамент стаканного типа. Расстояние от обреза фундамента до пола подвала принимаем равным 150мм. Глубину заделки колонны в фундамент принимаем равной 600мм. Расстояние от пола первого этажа до верха колонны принимаем равным 600мм.
Определяем высоту верхней части колонны (от верха колонны до верха консоли) и высоту нижней части колонны (от верха консоли до низа колонны) по формулам:
гдеHп – толщина конструкции пола; Hп = 150мм;
Hпл – планировочная высота (расстояние от пола первого этажа до верха колонны); Hпл=600мм;
Hэт – высота этажа здания; Hэт = 4200мм;
– расстояние от обреза фундамента до пола подвала; 1 = 150мм;
Hз – глубина заделки колонны в фундамент; Hз = 600мм;
Полная высота колонны подвального этажа определяется по формуле:
Каркас конструируем исходя из принятых сечений стержней арматуры а также из принятой величины шага поперечной арматуры (рис.5.2).
В верхней части колонны устанавливается центрирующая прокладка и закладная деталь.
В верхней и нижней частях колонны возникают большие усилия сдавливающие бетон. Для улучшения работы данных участков колонны их необходимо армировать пятью сетками с шагом 70мм.
Консольные свесы колонны для опирания ригелей усиленно армируются (рис.5.3).
Рис. 5.4 База колонны
РАСЧЁТ СБОРНОГО ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
1. Определение ширина подошвы фундамента.
Сечение колоны 40×40 см. Ввиду относительно малых значений эксцентриситета фундамент колонны рассчитываем как центрально загруженный. Расчётное усилие ;
усреднённое значение коэффициента надёжности по нагрузке ;
По заданию сопротивление грунта основания ;
бетон тяжёлый класса В 35 (; );
арматура класса А500; .
Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах .
Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см. С учетом пола подвала глубина заложения фундамента
Предварительно определяем площадь подошвы фундамента без поправок R0 на её ширину и глубину заложения:
Размер стороны квадратной подошвы .
Принимаем размер (кратно 03 м).
Давление на грунт от расчётной нагрузки
2. Определение высоты фундамента.
Рабочая высота фундамента из условия продавливания:
Полная высота фундамента устанавливается из условий:
) заделки колонны в фундаменте
) анкеровки сжатой арматуры колонны
Базовая длина анкеровки необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением на бетон определяется по формуле:
гдеи - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения в моем случае для арматуры 32 ; ;
- расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки:
где- коэффициент учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля ;
- коэффициент учитывающий влияние размера диаметра арматуры принимаемый равным:
- при диаметре продольной арматуры ;
Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:
где и - площади поперечного сечения арматуры соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (в моём случая ; ;
- коэффициент учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля .
Кроме того согласно требованиям фактическую длину анкеровки необходимо принимать
Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки т.е. .
Следовательно из условия анкеровки арматуры:
Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 105 см и с высотой ступеней 35см.
При этом ширина первой ступени а второй .
Проверяем отвечает ли рабочая высота нижней ступени условию прочности при действии поперечной силы без
поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=100 см) должно выполняться условие:
Поперечная сила от давления грунта:
гдеa - размер подошвы фундамента;
- рабочая высота фундамента: ;
p - давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины).
- прочность обеспечена.
3. Расчет на продавливание.
Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания.
Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия:
гдеF - продавливающая сила принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки создаваемой реактивным отпором грунта приложенным к подошве фундамента в пределах
площади с размерами превышающими размер площадки опирания ( в моем случае второй ступени фундамента ) на величину во всех направлениях; - площадь расчетного поперечного сечения расположенного на расстоянии от границы площади приложения силы N c рабочей высотой сечения . В моем случае .
Площадь определяется по формуле:
гдеU - периметр контура расчетного сечения (см. рис.);
Площадь расчетного поперечного сечения
Продавливающая сила равна:
гдеР - реактивный отпор грунта - площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчетного поперечного сечения равная:
Проверка условия дает:
т.е. прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.
4 Определение площади арматуры подошвы фундамента.
Подбор арматуры производим в 3-х вертикальных сечениях фундамента что позволяет учесть изменение параметров его расчетной схемы в качестве которой принимается консольная балка загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта. Для рассматриваемых сечений вылет и высота сечения консоли будут разными поэтому выявить наиболее опасное сечение можно только после определения требуемой площади арматуры в каждом из них.
Площадь сечения арматуры определяем по формуле:
Из трех найденных значений подбор арматуры производим по максимальному значению т.е. .
Шаг стержней принимается от 150 мм до 300 мм (кратно 50 мм). При ширине подошвы фундамента минимальный диаметр стержней
Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях арматурой из стержней 20 А400 с шагом 250 мм.
Процент армирования:
Так как во всех сечениях количество принятой арматуры оставляем без изменений.
Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс;
Кумпяк О.Г. Галяутдинов З.Р. Пахмурин О.Р. Самсонов В.С. Железобетонные и каменные конструкции. Учебник - М. Издательство АСВ. 2011. - 672 с.
Бородачев Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие для вузов - М.; Стройиздат 1995. - 211 с.
Бородачев Н.А. Курсовое проектирование железобетонных и каменных конструкций в диалоге с ЭВМ: Учеб. пособие для вузов - Сама ра:СГАСУ 2012. - 304 с.
СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.- М.: 2019. - 144 с.
СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры (одобрен постановлением Госстроя РФ от 25.12.2003 г. №215). - М.: Госстрой.- 2004.
СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. - М.: Госстрой. - 2005. -15 с.
СП 52-103-2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий. -М.: Госстрой.-2007.-22 с.
СП 15.13330.2012. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*. - М.: ФАУ «ФЦС» 2012. -78 с.
ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.
Рекомендации по расчету прочности и трещиностойкости узлов преднапряженных железобетонных ферм.-М.: НИИЖБ Госстроя СССР 1987. - 47 с.
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения (к СНиП 2.03.01-84) - М.:ЦИТП 1986.
ГОСТ Р 21.1101-2009. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей строительной документации.
ГОСТ21.501-93. СПДС. Правила выполнения архитектурно
строительных рабочих чертежей.
ГОСТ 21.501-2018 Правила выполнения рабочей документации М.:МКС 2018.- 50 c.
ГОСТ 23279-2012 Межгосударственный стандарт сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий М.:МКС 2013.-11 с.

jbk.dwg

Монолитный фундамент
Многоэтажное промышленное
Спецификация на одно арматурное изделие
Железобетонные и каменные конструкции
КР ИСИ СФУ 2020 - КМ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Кафедра: Проектирование зданий и экспертиза недвижимости
КОМПЛЕКТ ЧЕРТЕЖЕЙ КЖ
Студент: гр.ЗСБ16-12Б № 411626893
Руководитель: Ластовка А.В.
Схема расположения элементов сборных конструкций
Линолеум ( = 12мм; = 8 кНм3)
Битумная мастика (=10мм; = 6кНм3)
Керамзитобетон ( = 30мм; = 18кНм3)
Железобетонная плита
Плита П-1(Поперечный разрез)
Ведомость расхода стали
Спецификация замаркированных изделий