Строительные конструкции

 

Ленточные фундаменты могут  быть сборными и монолитными. В настоящее  время их чаще возводят из сборных  бетонных и железобетонных блоков. Сборные элементы для ленточных  фундаментов унифицированы и  выпускаются промышленностью для  любых зданий под различные нагрузки, в виде фундаментных блоков-подушек и стеновых блоков разной ширины. Стеновые блоки изготовляют из бетона М150, блоки-подушки—   и бетона   марок   150...2Q0.   Блоки-подушки   армируют горячекатаной сталью класса А-П. Монолитные ленточные фундаменты устраивают из бетона и железобетона, бута, бутобетона и других материалов. Свайным фундаментом называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи. Жесткая связь оголовков свай осуществляется специальным устройством — ростверком или плитами перекрытий. В соответствии. С этим свайные фундаменты подразделяются на ростверковые и безростверковые. Свайные фундаменты устраивают там, где необходима передача значительных нагрузок на слабые водонасыщенные грунты, когда производство большого объема земляных работ! для устройства основания под другие виды фундаментов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

 

В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи в  нем располагают: по одной —под отдельные опоры; рядами — под стеновые конструкции; кустами —под колонны; свайными полями —под здания и сооружения малой площади со  значительными нагрузками. Сваи классифицируют по различным признакам.

 

По материалу сваи бывают железобетонные, бетонные, стальные и  деревянные. Железобетонные сваи в  свою очередь делят на сборные  и монолитные. Наиболее распространены сборные сваи.

 

Их изготовляют двух видов: сплошные — квадратного сечения  в плане и трубчатые — цилиндрические. Бетонные сваи, как правило, выполняют МОНОЛИТНЫМИ, с разными диаметрами и глубиной заложения; стальные — из двутавров, швеллеров, труб. Вследствие дефицитности металла и неустойчивости их к коррозии стальные сваи применяют редко. В лесной и деревообрабатывающей промышленности часто применяют деревянные сваи. Их изготовляют   из   древесины   хвойных

 

пород, оборудуя нижний конец  стальным башмаком, а верхний —  бугелем (стальное кольцо для защиты от повреждения при забивке).

 

По способу — изготовления и погружения в грунт сваи делят  на забивные и набивные. Забивные сваи выполняются сборными железобетонными, стальными или деревянными. Их погружают (забивают) в грунт специальными механизмами путем забивки, вдавливания, вибрации, ввинчивания (винтовые стальные сваи). Набивные сваи относятся к монолитным. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона с помощью специальных обсадных труб, погружаемых в предварительно устроенные в грунте скважины. Набивные железобетонные сваи применяют при больших нагрузках на фундаменты, они имеют диаметр до 1000 мм и глубину залегания 30 м и более.

 

По характеру работы в  грунте сваи делят на висячие  и  сваи-стойки. Сваи-стойки проходят через  слабый грунт и нижними концами  опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от здания. Висячие сваи не достигают прочного грунта, а лишь уплотняют слабый грунт. Нагрузку от здания висячие сваи воспринимают главным образом за счет сил трения, возникающих между их боковой поверхностью и грунтом.

 

 

 

Практическая  часть.

1.Расчитаем  многопустотную плиту перекрытия.

1.1) Сбор  нагрузок на панель перекрытие

L₁=1440 L₂=5130

Расчётная длина элемента:L_p =L_k-120mm

L_k=L₂-2*15=5130-30=5100mm

L_p =5100-120=4980mm

Виды  нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент запаса прочности	Расчётная нагрузка
1.Постоянные нагрузки
Собственный вес плиты h=180;p=2500кг/м3	qn=p*h=25Кн/м3*0,18м=4,5Кн/м2	1,1	qr=qn*γ=4,5*1,1=4,95Кн/м2
Пол деревянный h=20mm;p=8кг/м3	0,16	1,1	0,176
Утеплитель h=20mm;p=16кг/м3	0,32	1,2	0,384
Звукоизоляция h=20mm;p=5кг/м3	0,1	1,2	0,12
∑	5,08		5,63
2.Временные нагрузки
Кратковременные	3,8	1,3	4,94
Длительные	9,6	1,3	12,48
∑1	13,4		17,42
Полная нагрузка	qnполн=18,48Кн/м2		qrполн=23,05Кн/м2

1.2)Расчёт чистой нагрузки

q_n =q_n^полн*L₁=18,48Кн/м²*1,44м=26,6112Кн/м

q_r=q_r^полн*L₁=25,05Кн/м²*1,44м=36,072Кн/м

1.3)Расчёт усилий  γ_т=0,95

_Кн*м

_Кн*м

 

 

1.4)Расчёт количества пустот

Принимаем плиту покрытия высотой 220мм с крупными пустотами. Расчётная ширина плиты 

B_n¹=L₁-30мм=1440-30=1410мм

Примем крупные пустоты  с ø 159мм и расстоянием между ними 25мм.

 

1.5)Расчёт коэффициента,  характеризующего  деформативные  свойства бетона

ω=α^̒-0,008*R_b* γ_b=0,85-0,008*20*0,9= 0,706

α^̒=0,85

γ_b=0,9

R_b=20М/Па

Данный интервал ω не попадает в интервал от 0-0,5,тем самым мы показываем, что деформационные свойства бетона, для данной конструкции имеет среднее значение.

1.6)Расчёт граничной, относительной высоты данной зоны и площади сечения арматуры

 

 

 R_s+400-=510+400-443,7-105=361,3Мпа

(γ_b=0,9)

= α^̒*R_sn* γ_b=0,85*580*0,9=443,7МПа

R_s=510МПа

R_sn=580МПа

_Мпа

=0,32м²

2.Расчёт монолитной, центральной   нагрузки колонны.

2.1)Грузовая площадь

А_пл=l*b=16м²

2.2)Расчёт ригеля

h_p=b*0,1=4*0,1=0,6м

b_p=0,4*1,8=0,72м

2.3)Расчёт массы ригеля на 1-н  погонный метр

m_p=h_p* b_p*p=0,6*0,72*2500=1080кг

кг

R_k*b_k=40*40

2.4)Расчёт высоты первого этажа  колонны

L_k=0,7*H=0,7*2,4=1,68м

H=L_0,1…k+h_p=2+0,4=2,4м

2.5)Сбор нагрузки на колонну

Виды  нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент запаса прочности	Расчётная нагрузка
1.Нагрузка на покрытие
1.1 Постоянная нагрузка
Рулонный ковёр из 3-х слоёв руб-да P=0,3Кн/м3;h=0,02м	0,006	1,2	0,0072
Цементная стяжка P=0,5Кн/м3;h=0,02м	0,01	1,3	0,013
Утеплитель P=0,5Кн/м3;h=0,05м	0,025	1,2	0,03
Пароизоляция P=0,5Кн/м3;h=0,05м	0,025	1,2	0,03
Плита перекрытия P=25Кн/м3;h=0,02м	5,5	1,1	6,05
Ригель P=2,5Кн/м3;h=0,4м	0,01	1,1	0,011
∑	6,566		7,23
1.2 Временная нагрузка
Кратковременная	0,7	1,4	0,98
Длительная	0,3	1,4	0,42
∑	1		1,4
∑1	7,566		8,63

2.Нагрузки от перекрытия
2.1 Постоянные нагрузки
Собственный вес плиты h=180;p=2500кг/м3	qn=p*h=25Кн/м3*0,18м=4,5Кн/м2	1,1	qr=qn*γ=4,5*1,1=4,95Кн/м2
Пол деревянный h=20mm;p=8кг/м3	0,16	1,1	0,176
Утеплитель h=20mm;p=16кг/м3	0,32	1,2	0,384
Звукоизоляция h=20mm;p=5кг/м3	0,1	1,2	0,12
∑	5,08		5,63
2.2.Временные нагрузки
Кратковременные	3,8	1,3	4,94
Длительные	9,6	1,3	12,48
∑2	18,48		23,05
∑2 +∑1	26,046		31,68

Этаж	Нагрузка на покрытие и перекрытие		Вес колонны	Расчёт суммарной нагрузки
	Длительная	Кратковременная		Nдл	Nкр	Nполн
1	129Кн/м2	592Кн/м2	11Кн	23,9Кн/м2	16,92Кн/м2	40,82Кн/м2

 

2.6)Гибкость колонны

 

L_сл=40/30=1,33см

L_сл≥H/600=240/600=0,4

1,33≥0,4-условие выполняется =>L_k можно применять рабочим ,относительно размеров сечения H_k в данном сечении.

2.7)Расчёт усилия, которое воспринимает  колонна

=

 

α==0,1*(=1,53

2.8)Расчёт площади арматуры

 

2.9) Расчёт коэффициента наличия сетки

 

a=5; s=5=>0, 05

2.10) Коэффициент укладки сетки

 

2.11) Коэффициент эффективности армирования

 

 

3.Расчёт нормативной нагрузки на фундамент.

3.1)Расчёт усилий

Усилие, которое воспринимает колонна:

N_y=269, 44 Кн

N_y^`=269, 44*1, 5=404,16кН

Усилие, которое характеризует  фундамент:

 

3.2) Расчёт требуемой площади фундамента

 

 

3.3) Вычислим наименьшую высоту  фундамента из условия продавливания  колонны

 

3.4)Найдём высоту фундамента

H₀=h₀+a₃=0, 1+0, 04=0,14м=14см

H₀=1, 5hk+25=85см

H=h_ст+20=65+25=85см≈90см

H_ст=30*22+5=65см

 

3.5)Определим высоту первой ступени

2,84

3.6)Проверяем прочность фундамента  на продавливание по поверхности  пирамиды

P=N_y^`-F_осн*=404, 16-0, 36*404, 16=258,66Кн

P≤0, 75*R_bt*h₀*b_cp

b_cp=2(0,4+0,4+2*0,1)=2м

F_осн=(h_k+2*h₀)²=0,36

258, 66≤150-Бетон под-н деформации

3.7)Определение площади  арматуры фундамента

М=0,125*404,16(1-0,4)²*1=18,19Кн*м

A_s==0,0002м²=2см

=*100%= *100% =0, 06%≈1

Арматура рассчитана, верно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

 

1. Строительные  конструкции, под ред. Т.Н.Цая. Том1 - Металлические, каменные, армокаменные и деревянные конструкции.1977г. 544стр.
2. Сетков В.И. Сербин Е.П.. Строительные конструкции: Учебник. - 2-е изд., доп. и испр. - М.: ИНФА-М, 2005. - 448 с.
3. В.Н. Байков. Железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1983 г.
4. Лит.: Байков В. Н., Стронгин С. Г., Ермолова Д. И., Строительные конструкции, М., 1970; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел А, гл. 10. Строительный конструкции и основания, М., 1972: Строительные конструкции, под ред. А. М. Овечкина и Р. Л. Маиляна. 2 изд., М., 1974.
5. «Технология строительного производства» под ред. Бадьина. Ленинград: Стройиздат,1987.
6. Технология строительного производства  С.С.Атаев, Н.Н.Данилов и др. – М.:                                                                 Стройиздат, 1984
7. ЕНиР сб.4 «Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций.