Компоновка балочного перекрытия

с =l1 - h01 = 75 – 23,4 = 51,6 см

Максимальная поперечная сила:

Q=σгр*с*1 = 25,65*51,6*1=1323,54 Н

h01 = h1 – a = 30 – 6,6 = 23,4 см;

Qb.min=0,5Rbtbh01 = 0,5*67*1*23,4 = 783,9 Н

Высоту нижней ступени  принимаем h1=40см, высоту средней ступени оставляем без изменений ( h2=60 см), а высоту верхней ступени принимаем h3=50 см. Остальные размеры оставляем без изменений и выполняем повторный расчет:

h01 = h1 – a = 40 – 6,6 = 33,4 см;

с =l1 - h01 = 75 – 33,4 = 41,6 см

Q=σгр*с*1 = 25,65*41,6*1=1067,04Н

Qb.min=0,5Rbtbh01 = 0,5*67*1*33,4 = 1118,9 Н

Т.к. Q< Qb.min, прочность нижней ступени обеспечена.

 

6.3 Расчет фундамента  на изгиб по нормальным сечениям

Последовательность расчета. Определяют нагрузку от отпора грунта на 1 пог. см подошвы фундамента q=σгр*В1*1. Вычисляют изгибающие моменты в сечениях по граням ступеней и по грани колонны (см.рис.3.в), но без учета нагрузки от собственного веса фундамента и грунта на его уступах (п.2.32 [4]). При этом вылеты фундамента относительно расчетных сечений рассматривают как консоли. Изгибающие моменты в расчетных сечениях соответственно:

M1 = ql12/2; M2 = q(l1+l2)2/2; M3 = q(l1+l2 +l3)2/2.

Затем по формулам, предназначенным для расчета нормальных сечений с одиночной арматурой, производят подбор продольной рабочей арматуры. При этом, вычисляя As, сечение 1-1 рассчитывают по моменту М1, сечение 2-2 по М2, сечение 3-3 по М3 (см. рис.3,в). Из трех значений As принимают наибольшее. Причем принятое As должно быть больше конструктивного минимума As.min. По сортаменту принимают необходимое количество стержней, исходя из того, что шаг стержней составляет 200 мм, минимальный диаметр стержней при B1≤3м равен 10мм, а при В1>3м составляет 12мм (п.4.16 [4]).

Такое же количество стержней располагают в перпендикулярном направлении (см.рис.2,а).

q=25,65*450*1=11542,5 Н/см2

Изгибающие моменты:

М1=11542,5 *752/2=32463281 Н см

М2=11542,5 *(75+60)2/2=210362062,5 Н см

М3=11542,5 *(75+60+70)2/2= 121340531,25Н см

В сечении 1-1:

рабочая высота h01=h1-a=40-6,6=33,4 см;

αm = M / (Rb b h02) =32463281/(770*450*33,42) = 0,084;

         ξ = 1 - √1 - 2 αm = 1 - √1 – 2*0,084 = 0,09;

As = Rbb ξ h0/ Rs = 770*450*0,09*33,4/35500 = 29,34 см2.

В сечении 2-2:

рабочая высота h02=(h1+h2) - a=40+60-6,6=93,4 см;

αm = M / (Rb b h02) = 210362062,5 /(770*300*93,42) = 0,1;

         ξ = 1 - √1 - 2 αm = 1 - √1 – 2*0,1      = 0,11;

As = Rbb ξ h0/ Rs = 770*300*0,11*93,4/35500 = 66,85см2.

В сечении 3-3:

рабочая высота h03=Нф-a=132,89-6,6=126,29см;

αm = M / (Rb b h02) = 121340531,25/(770*180*126,292) = 0,054;

          ξ = 1 - √1 - 2 αm = 1 - √1 – 2*0,054    = 0,06;

As = Rbb ξ h0/ Rs = 770*180*0,06*126,29/35500 = 29,58 см2.

Подбор стержней рабочей арматуры осуществляем по наибольшему значению As=66,85см2. Назначаем расстояние от конца нижней ступени до оси крайнего стержня равным 5см (рис. 2,а). Тогда расстояние между крайними стержнями 450-10=440см. Принимаем шаг стержней 20см. Следовательно, требуемое количество стержней n=440/20+1=23. Принимаем 19Ø14А300, As.fact=29,24 см2.

Так как В1>3м, принимаем две полосовые сетки с рабочей арматурой в одном направлении. На одной сетке предусматриваем 10Ø14А300, на другой - 9Ø14A300. Такие же сетки располагаем в перпендикулярном направлении, но в другой плоскости (рис. 2,а).

Если толщина стенок стакана поверху составляет не менее 0,75h3, не менее 0,75hст и не менее 200 мм, то стенки стакана не армируют. В противном случае применяют горизонтальное армирование. Расположение горизонтальных сеток по высоте стакана принимают по рис.31[4]. Диаметр стержней принимают не менее 8мм (п.4.25[4]).

Фактическая толщина стенок составляет:

l3-7,5=70-7,5=62,5см, что больше 0,75h3=0,75*60=45см, больше 0,75hcт=0,75*48=36см и больше 20 см, поэтому армировать стенки стакана нет необходимости.

 

5.1.10 [1] сп 52-101-2003 бетонные  и железобетонные конструкции  без предварительного напряжения  арматуры

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γbi, учитывающие особенности работы бетона в, конструкции (характер нагрузки, условия .окружающей среды и т.д.):

а) γb1 - для бетонных и железобетонных конструкции, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rb и Rbt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

γb1 = 1,0 - при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

γb1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

б) γb2 - для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления Rb и учитывающий характер разрушения таких конструкций; γb2 = 0,9;

в) γb3 - для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона Rb  γb3 = 0,9;

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона γb4≤1,0 Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициенту γb4 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γb4 принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

5.2.6 [1] сп 52-101-2003 бетонные  и железобетонные конструкции  без предварительного напряжения  арматуры

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rs определяют по формуле

;

где γs - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1- для арматуры классов  А240, А300 и А400;

1,15- для арматуры класса  А500;

1,2 - для арматуры класса  В500;

1,0 - для предельных состояний  второй группы.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rs приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 5.8, второй группы - в таблице 5.7. При этом значения Rs,n для предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим ГОСТ.

Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию Rsc принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению Rs но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки - не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки - не более 500 МПа. Для арматуры класса В500 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы, равным 0,9 (таблица 5.8).

Таблица 5.8

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состоянии перкой группы. МПа
	растяжению		сжатию Rsc
	продольной Rs	поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw
А240	215	170	215
А300	270	215	270
А400	355	285	355
А500	435	300	435(400)
В500	415	300	415(360)
Примечание - Значения Rsc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

 

Таб. 27 [2] снип ii-22-81* каменные и армокаменные конструкции. нормы проектирования

6.7. Каменные стены и столбы зданий при расчете на горизонтальные нагрузки, внецентренное и центральное сжатие следует принимать опертыми в горизонтальном направлении на междуэтажные перекрытия, покрытия и поперечные стены. Эти опоры делятся на жесткие (несмещаемые) и упругие.

За жесткие опоры следует принимать:

а) поперечные каменные и бетонные стены толщиной не менее 12 см, железобетонные толщиной не менее 6 см, контрфорсы, поперечные рамы с жесткими узлами, участки поперечных стен и другие конструкции, рассчитанные на восприятие горизонтальной нагрузки;

б) покрытия и междуэтажные перекрытия при расстоянии между поперечными, жесткими конструкциями не более указанных в табл. 27;

в) ветровые пояса, фермы, ветровые связи и железобетонные обвязки, рассчитанные по прочности и по деформациям на восприятие горизонтальной нагрузки, передающейся от стен.

За упругие опоры следует принимать покрытия и междуэтажные перекрытия при расстояниях между поперечными жесткими конструкциями, превышающих указанные в табл. 27, при отсутствии ветровых связей, указанных в подпункте «в».

Таблица 27

Тип покрытий и перекрытий	Расстояние между поперечными жесткими конструкциями, м, при группе кладки
	I	II	III	IV
А. Железобетонные сборные замоноличенные (см. прим. 2) и монолитные	54	42	30	-
Б. Из сборных железобетонных настилов (см. прим. 3) и из железобетонных или стальных балок с настилом из плит или камней	42	36	24	-
В. Деревянные	30	24	18	12
Примечания: 1. Указанные в табл. 27 предельные расстояния должны быть уменьшены в следующих случаях: а) при скоростных напорах ветра 70, 85 и 100 кгс/м2 соответственно на 15, 20 и 25 %; б) при высоте здания 22 - 32 м - на 10 %; 33 - 48 м - на 20 % и более 48 м - на 25 %; в) для узких зданий при ширине b менее двойной высоты этажа Н - пропорционально отношению b/2Н. 2. В сборных замоноличенных перекрытиях типа А стыки между плитами должны быть усилены для передачи через них растягивающих усилий (путем сварки выпусков арматуры, прокладки в швах дополнительной арматуры с заливкой швов раствором марки не ниже 100 - при плитах из тяжелого бетона и марки не ниже М 50 - при плитах из легкого бетона или другими способами замоноличивания). 3. В перекрытиях типа  Б швы между плитами или  камнями, а также между элементами  заполнения и балками должны  быть тщательно заполнены раствором  марки не ниже 50. 4. Перекрытия типа В  должны иметь двойной деревянный  настил или настил, накат и  подшивку.

Стены и столбы, не имеющие связи с перекрытиями (при устройстве катковых опор и т. п.), следует рассчитывать как свободно стоящие.

 

6.2.12 [1] сп 52-101-2003 бетонные  и железобетонные конструкции  без предварительного напряжения  арматуры

Значение b'f, вводимое в расчет; принимают из условия, что ширина свеса полки вкаждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

а) при наличии поперечных ребер или при h'f ≥ 0,1h - 1/2 расстояния в свету между продольными ребрами;

б) при отсутствии, поперечных ребер (или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами) и h'f < 0,1h - 6 h'f

в) при консольных свесах полки:

при h'f ≥ 0,1h - 6 h'f;

при 0,05h ≤ h'f < 0,1h-3 h'f;

при h'f  < 0,05h - свесы не учитывают.

 

6.2.33 [1] сп 52-101-2003 бетонные  и железобетонные конструкции  без предварительного напряжения  арматуры

Расчет изгибаемых железобетонных элементов по бетонной полосе между наклонными сечениями производят из условия

;

где Q - поперечная сила в нормальном сечении элемента;

 - коэффициент, принимаемый  равным 0,3.

 

 

 

8.3.12 [1] сп 52-101-2003 бетонные  и железобетонные конструкции  без предварительного напряжения  арматуры

Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры с целью предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d - диаметр сжатой продольной арматуры).

Если площадь сечения сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5 %,-поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.

 

4.16 [4] пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений  1989

В случае, когда меньшая из сторон подошвы в фундаменте имеет размер b £ 3 м, следует применять сетки с рабочей арматурой в двух направлениях (черт. 27, а).

При b > 3 м применяются отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура, параллельная бóльшей стороне подошвы l, укладывается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм (черт. 27, б).