Расчетно-конструктивный раздел. Расчёт арки. Проектирование ленточных фундаментов

3.Расчетно-конструктивный раздел.

3.1.Расчёт арки.

3.1.1. Сбор нагрузок.

На арку действуют постоянные нагрузки (вес покрытия, собственный вес арки)

и временные (снеговая).

Собственный вес арки:

           (3.1)

где:  - постоянная нормативная нагрузка от покрытия, кН/м²;  - полное нормативное значение снеговой нагрузки, кН/м² (т.3.1);  - расчетный пролет, м; - коэффициент собственного веса конструкции.

Снеговая нагрузка: 

                                                                   q=S                                                             (3.2)

где:  нормативное значение веса снегового покрова на 1   горизонтальной поверхности;

коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагруз-                 ке на покрытие;

        Район строительства 1Б:  S=0.8 кПа,  тогда,  q=S=0.80.5=0.4кН/ м

3.1.2.  Конструирование и расчёт

ДВУХшарнирной арки КРУГОВОГО очертания.

Основные несущие конструкции покрытия – двухшарнирные клееные арки кругового очертания. Пролёт арок  6 м, шаг арок – 1.7 м. Ограждающие конструкции: кровля – профнастил с минераловатными плитами, мягкими ПМ. Район строительства по снеговой нагрузке 1Б.

Статический расчет арки выполнен в программном комплексе RADUGA.

Конструктивный расчет арки.

Для изготовления арок принимаем пиломатериалы из сосны 1 сорта толщиной 33мм.

Оптимальная высота сечения арки находится в пределах:

h=мм                  (3.3)

Принимаем поперечное  сечение арки  50´150 мм из 5 слоев толщиной 33 мм.

А= 75см²;

Расчетное сопротивление сжатию и изгибу f_m.d= f_c.o.d=14МПа

3.1.3.  Расчёт сжато-изгибаемых элементов.

Расчёт элементов при изгибе с осевым сжатием производится по формуле:

                                                                                                         (3.4)

где: расчетное напряжение сжатия, определяемое по формуле (3.3);

 соответственно расчетное сопротивление сжатию и изгибу;

расчётное напряжение изгиба, определяемое по формуле (3.4);

коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при изгибе по направлению соответствующей оси от действия продольной силы, определяемый по формуле (3.5).

                                                                                                                          (3.5)

где: расчётная осевая сила;

площадь сечения брутто;

                                                         (3.6)

где: расчётный изгибающий момент относительно соответствующей оси;

расчётный момент сопротивления поперечного сечения элемента относительно     соответствующей оси;

Расчетное сопротивление сжатию  с учётом коэффициентов  и :

    

где: коэффициент условий работы;

 коэффициент при пропитке антипиренами;

                                                                                                (3.7)      где:  коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (3.6)или (3.7) в зависимости от гибкости элемента при                                                                                                                        (3.8)

при                                                                                            (3.9)

гибкость элемента, определяемый по формуле (3.8)

                                                                                  (3.10)

где:  длина элемента;

радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси;

где: предельная гибкость элемента, определяемый по формуле (3.9)

                                                                                                               (3.11)

где:  вероятный минимальный модуль упругости древесины вдоль волокон, равен  300

Проверяем  условие    условие выполняется.

3.1.4. Расчет арок на устойчивость плоской формы деформирования.

Производим по формуле 3.10

                                        (3.12)

где:  - показатель степени, учитывающий раскрепление растянутой кромки из плоскости;

=2 для элементов без раскрепления растянутой кромки;

Расчетное сжимающее напряжение:

  

Расчетное напряжение от изгиба:

 

где: - коэффициент продольного изгиба, учитывающий увеличение напряжений при изгибе от действия продольной силы, определяем для участка длиной () между закреплениями по формуле:

где: вероятный минимальный модуль упругости древесины вдоль волокон, равен   300

Гибкость  арки:

где:   = 3400 мм – расстояние между опорными сечениями элемента;

Так как                              

Тогда                                       

Коэффициент  определяем по формуле:

                                           (3.13)

       

где: - ширина поперечного сечения;

- коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке ;

Подставив найденные значения, получим:

таким образом, условие устойчивости выполнено и дополнительных раскреплений арок не требуется.

3.2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.

3.2.1. Сбор нагрузок.

Табл. №2    Сбор нагрузок
№ п/п	Наименование нагрузок	Нормативная, кН/м	gf	Расчетная, кН/м
1	2	3	4	5
1	Кровля
	Постоянная нагрузка
1.1	Металлочерепица	0,7	1,3	0,91
1.2	Утеплитель(минераловатная плита, мягкая ПМ),=40мм, =350 кг/м	0,14	1,3	0,182
1.3	Пароизоляция, 1 слой рубероида	0,05	1,3	0,065
1.4	Бруски обрешетки 100  32 (h) через	0,058	1,3	0,0754
	0,3 м, p=600 кг/м
1.5	Стропильная нога в виде 2-х швеллеров	0,140	1,3	0,147
	№18 скрепленных вместе (шаг 1,5 м)
	Итого постоянная нагрузка:	1,088	-	1,379
	Итого постоянная нагрузка на	2,176	-	2,766
	горизонтальную поверхность (Р/cos60):
	Временная нагрузка
	Снеговая нагрузка - г. Барановичи q=S=0,80,5	0,4	1,5	1,44
	Всего полная нагрузка	3,664		5,099
2	Междуэтажное перекрытие
	Постоянная нагрузка
2.1	Ж/б плита перекрытия, =2500 кг/м,=220	5,5	1,15	6,325
2.2	Тепло- и звукоизоляционный слой, =25 мм,	0,075	1,3	0,098
	=300 кг/м (керамзит)
2.3	Стяжка из цем.-песчаного р-ра, =20 мм,	0,360	1,3	0,468
	=1800 кг/м
2.4	Паркет штучный,=15 мм, =700 кг/м	0,105	1,3	0,137
	Длительные:	1,5	1,1	1,65
	Итого постоянная нагрузка:	7,54	-	8,67
	Всего полная нагрузка:	30,16	-	34,678

3.2.2.  Расчет стены подвала.

Стена подвала выложена из крупных полнотелых блоков шириной 500мм и высотой  600мм. Бетон тяжелый В7.5, раствор марки 50. Расчетное сопротивление кладки согласно табл. 4, п.3.11в СНиП II-22-81

R = 2,7  g_с =2,7  1,1 = 2,97 МПа где:  g_с = 1,1 – коэффициент условий работы (п.3.11в СНиП II-22-81).

Упругая характеристика кладки a = 1500 (табл. 15 п.1 СНиП II-22-81).

Отметка подошвы фундамента – 3,600 м, высота подвального этажа 3,3 м, толщина перекрытия над подвалом 300 мм, высота подвала от пола до потолка