Расчет и проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания в г. Ростов-на-Дону

   то  принимаю:

   

.

   Фактическая несущая способность расчетного сечения колонны: 

   

. 

    , следовательно прочность колонны  обеспечена.

   Так же удовлетворяются требования по минимальному армированию, поскольку 

   

     Поперечную  арматуру в колонне конструируем в соответствии с требованиями 2 п. 5.22 /1/ из арматуры класса A-III диаметром 8 мм, устанавливаемой с шагом не более , и не более 500 мм,

т.е  принимаем  . 

       

     Рисунок 10 

 

     4 Проектирование фундамента под колонну 

     Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 400×400мм с расчетным усилием в заделке . Класс бетона монолитной конструкции и фундамента B20, класс арматуры монолитной конструкции и фундамента А-II ()

     Для определения размеров подошвы фундамента вычисляем нормативную нагрузку от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке .

     Нормативная нагрузка на колонну 
 
 

     По  заданию грунт основания допускает  условное расчетное давление R₀=0,28 МПа, а глубина заложения фундамента равна H_f= 1,4 м. Фундамент проектируется из тяжелого бетона класса В20 (R_bt=0,9 МПа, при γ_b2=1) и рабочей арматуры класса А-II (R_s=280 МПа).

     Принимая  средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах γ_mt =20 кН/м³=2·10^-6 н/мм³, вычисляю требуемую площадь подошвы фундамента по [Учебник, «ЖБК: общий курс», Байков, Сигалов, формула (XII.I)]: 

       

   Размер  стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее: 

   

     Назначаю  размер стороны квадратной подошвы  а=3 м, при этом давление под подошвой фундамента будет равно: 

             (89) 

     

МПа

     Рабочую высоту фундамента определяю по условию  продавливания, согласно [Учебник, «ЖБК: общий курс», Байков, Сигалов, формула (XII.4)]: 

       

   т. е. .

     По  условию заделки фундамента в  колонне полная высота фундамента: 

     H=1,5h_к+250=1,5·400+250=850 мм. 

     По  требованию анкеровки сжатой арматуры колонны Ø 32 A-II в бетоне класса В20

     H=λ_an∙d+250=18∙32+250=826 мм, 

где  λ_an [табл.45, Пособие по проектированию ЖБК без предварительного напряжения] принимается: 
 
 

     С учетом удовлетворения всех условий  принимаю окончательно фундамент высотой  H=900 мм, трехступенчатый, с высотой нижней ступени h₁=300 мм. С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту h₀=H-a=900-50=850 мм, для первой ступени h₀₁=300-50=250 мм, для второй ступени h₀₂=600-50=550 мм (рис.15).

   

     Выполняю  проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования  в наклонном сечении, начинающимся в сечении IV-IV.

     Для единицы ширины этого сечения (b= 1 мм)  

     Q=0,5∙(a-h_c-2∙h₀)∙b∙p_s’=0,5∙(3000-400-2∙850)∙1∙0,27=121,1 кН. 

     Поскольку

     Q_b,min=0,6∙R_bt∙b∙h₀₁=0,6∙0,9∙1∙250=135 Н > 121,1 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

     Площадь сечения арматуры подошвы квадратного  фундамента определяю из условия  расчета фундамента на изгиб в  сечениях I-I, II-II, III-III.

     Изгибающие  моменты определяю по [1, формула (XII.7)]:

     M_I=0,125∙ p_s’∙(a – h_c)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 400)²∙3000=684,45∙10⁶ Н∙мм.

     M_II=0,125∙ p_s’∙(a – a₁)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 1200)²∙3000=328,05∙10⁶ Н∙мм.

     M_III=0,125∙ p_s’∙(a – a₂)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 2100)²∙3000=82,01∙10⁶ Н∙мм.

     Сечение арматуры одного и другого направления  на всю ширину фундамента определяю  из условий: 

 

 

     Нестандартную сварную сетку конструирую с  одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 16 Ø16 A_s=3217 мм², соответственно фактические проценты армирования расчетных сечений: 

, что больше  ;     

, что больше  ; 

, что больше  . 

     Расчет  на продавливание фундамента от действия равномерно распределенной нагрузки ведется  из условия [формула (107), СНиП 2.03.01-84]: 

 

где: α – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона α=1),

    u_m – полупериметр верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, определяется по формуле: 
 
 

Продавливающая  сила F определяется по формуле: 

       

где: N=2441,75 кН – расчетное усилие в заделке;

     - сила, которая действует на нижнее основание пирамиды продавливания, кН, определяется по формуле: 

 

       

где: A_f = 9 м² – площадь подошвы фундамента;

    N_n =2123,26 кН – нормативное усилие от колонны; 
 
 

 

 

F=1401 кН < 1∙900∙5∙0,85 = 3825 кН 

     Следовательно, условие [формула (107), СНиП 2.03.01-84] соблюдается. 

   

   Рисунок 11 - Фундамент 
 
 
 
 
 
 

 

     Список  используемых источников 

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

     2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - - М,; ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 192с;

     3. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч, I/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. М: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 192с;

     4. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. II/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 144с;

     5. Бородачёв Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов - М: Стройиздат, 1995. - 211с.

     6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. -М.: Стройиздат, 1985.

     7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 36с.

     8. СНиПП-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.