Железобетонные конструкции

     Для определения размеров подошвы фундамента вычислим нормативное усилие от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке .

     По  заданию грунт основания имеет  условное расчетное сопротивление  R₀=0,25 МПа, а глубина заложения фундамента H_f=1,5 м.

     Фундамент должен проектироваться из тяжелого бетона класса В25 (R_bt=0,945 МПа при ) и рабочей арматуры класса А-III (R_s=365МПа).

     Принимая  средний вес единицы объема бетона фундамента и гранта на обрезах  вычислим требуемую площадь подошвы фундамента по формуле XII.I [1]

        

     Размер  стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее

     Назначаем размер а= 3,5 м, при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно  

     Рабочую высоту фундамента определяем по условию  прочности на продавливание по формуле XII.4 [1]:

т.е. H=h₀+a=589,35+50 = 640мм.

     По  условию заделки колонны в  фундаменте полная высота фундамента должна быть не менее: H=1,5xh_c+250=1,5х400+250=850 мм.

     По  требованию анкеровки сжатой арматуры колонны 36 А-III в бетоне класса В30 H= =19х36+250=934 мм, где определяется по табл. 45 [3].

     С учетом удовлетворения всех условий  принимаем окончательно фундамент высотой H=1000мм, трехступенчатый, с высотой нижней ступени h₁₌400м. С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь рабочую высоту h₀=H-a=1000-50=950мм и для первой ступени h₀₁=350мм.

     Выполним  проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования  в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=1мм)

. Поскольку , то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

     Площадь сечения арматуры подошва квадратного  фундамента определим из условия расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I, II-II и III- III.

     Изгибающие  моменты определим по формуле  XII.7 [1]:

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

     Нестандартную сварную сетку конструируем с  одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 18 16 А-III (A_s=3619,8 мм²), с шагом 200 мм.

 
 

4. Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами

 

   Принятая  компоновка конструктивной схемы монолитного  ребристого перекрытия с балочными плитами.

   Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов  перекрытия: высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок , высота и ширина поперечного сечения главных балок толщину плиты примем 80мм при максимальном расстоянии между осями 1600мм.

     Вычислим  расчетные пролеты и нагрузки на плиту. В коротком направлении

а в длинном направлении 

     Поскольку отношение пролетов ,то плита балочного типа.

     Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1 м ( лист 3). Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служат второстепенные балки и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1 м плиты будет равна нагрузке на 1 м² перекрытия. Подсчет нагрузок на плиту дан в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 - Нагрузки на 1 м  плиты монолитного перекрытия.

 

     С учетом коэффициента надежности по назначению здания расчетная нагрузка на 1 м плиты q=(g+v) =15,52x1=15,52 кН/м.

     Определим изгибающий момент с учетом перераспределения усилий:

в средних  пролетах и на средних опорах

в первом пролете и на первой промежуточной  опоре 

      _{Так как для плиты  отношение h/l02=80/1400=2/35>1/30, то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балки, изгибающие моменты уменьшаем на 20%, т.е они будут равны 0,8х1,901=1,52 кНхм.}

     Бетон тяжелый ,естественного твердения, класса В25, при влажности 55%: R_b=13,05 МПа; R_bt=0,945 МПа; E_b=30000 МПа.

 

1. Расчет  монолитной плиты

 

     Выполним  подбор сечений продольной арматуры сеток.

     В средних пролетах, окаймленных по контуру балками, и на промежуточных опорах:

h₀=h-a=80-12,5=67,5мм; ;

, тогда ; принимаем сетку С₁ номер 34 марки с фактической несущей способностью продольной арматуры R_sA_s=25030 Н.

     В первом пролете и на первой промежуточной  опоре: h₀=80-16,5=63,5мм; ; дополнительная сетка должна иметь несущую способность продольной арматуры не менее 36730-25030=11700 Н принимаем сетку С₂ номер 31 марки с R_sA_s=18110 Н.

     

     Рис. 4.1.1 – Расчетные пролеты и схема  армирования

 

4.2 Расчет второстепенной балки

 

     Вычисляем расчетный пролет для крайнего пролета  балки, который равен расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки. .

     Определим расчетную нагрузку на 1 м второстепенной балки, собираемую с грузовой полосы шириной, равной максимальному расстоянию между осями второстепенных балок.

     Постоянная  нагрузка:

от собственного веса плиты и пола 3,52х1,6=5,632 кН/м;

от веса ребра балки 0,2(0,4-0,08)х25х1,1=1,76кН/м;

     Итого: g=7,392 кН/м.

     Временная нагрузка: v=12 х1,6=19,2 кН/м.

     Итого с учетом коэффициентом надежности по назначению здания q=(g+v)x =(7,392+19,2)х1=26,592 кН/м.

     Изгибающий  момент с учетом перераспределения усилий в статически неопределимой системе будут равны:

в первом пролете 

на первой промежуточной опоре 

     Максимальная  поперечная сила (на первой промежуточной  опоре слева) равна  . A-III (R_s=365 МПа).

     По  формуле 3.19 [1] проверим правильность предварительного назначения высоты сечения второстепенной балки:

, или 

h₀+a=286+35=321 мм<400мм.

     Выполним  расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси балки, на действие изгибающих моментов.

     Сечение в пролете М=79,233 кНхм. Определим расчетную ширину полки таврового сечения согласно п. 3.16 [2]: при и (расстояние между осями второстепенных балок) принимаем . Вычислим h₀=h-a=400-30=370мм.

     Так как

, то граница сжатой зоны  проходит в полке, и расчет  производим как для прямоугольного сечения шириной Вычислим , тогда требуемая по расчету площадь продольной рабочей арматуры будет равна:

. Принимаем 2 20 А-III (A_s=628мм²).

     Сечение на опоре В , М=61,712 кНхм. Вычислим h₀=h-a=400-35=365мм;

т.е. сжатая арматура не требуется   . Принимаем 5 12 А-III, A_s=565мм².

     Выполним  расчет прочности наиболее опасного сечения балки на действие поперечной силы на опоры В слева .Из условия сварки принимаем поперечные стержни диаметром 5 Вр-I (R_sw=260 МПа, E_s=170000 МПа), число каркасов – два (A_sw=19,6х2=39,2 мм²). Назначаем максимально допустимый шаг поперечных стержней s=150 мм согласно требованиям п. 5.27 [2].

     Поперечная  сила на опоре Q_max=91,343 кН, фактическая равномерно распределенная нагрузка q₁=26,592 кН/м.

     Проверим  прочность наклонной полосы на сжатие по условию 72 [2]. Определяем коэффициенты и :  Тогда , т.е. прочность наклонной полосы ребра балки обеспечена.

     По  условию 75 [2] проверим прочность наклонного сечения по поперечной силе. Определим величины М_b и q_sw: ; так как , тогда ; ;

 

     Определим значение , принимая : . Поскольку , значение М_b корректировать не надо.

     Согласно  п. 3.23 [3] определяем длину проекции опасного наклонного сечения с.

     Значение с определяем по формуле . Поскольку с=1,525м> , принимаем с=1,23м.

     Тогда  Длина проекции наклонной трещины будет равна . Принимаем с₀=0,74 м, следовательно .

     Проверим  условие 75 [2]: , т.е. прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена.

     Требование  п.3.32.(2)также выполняются поскольку

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы.

 

1. Байков  В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1985.
2. СНиП 2. 03.01 – 84. Бетонные и железобетонные конструкции.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01 – 84). – М .: ЦИТП, 1986.
4. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01 – 84). ЧастьI. – М.: ЦИТП,1986.
5. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01 – 84). ЧастьII. – М.: ЦИТП,1986.
6. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.
7. СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия.
8. Бородачев Н.А. Автоматезированное проектирование железобетонных и каменных конструкций . – М.: Стройиздат, 1995.