Проектирование железобетонных конструкций пятиэтажного гражданского здания - профилактория

коэффициент надёжности по нагрузки для железобетона.

Полная расчётная нагрузка на колонну:

N=N_пок+N_пер+N_риг+N_к=108,02+332,72+114,40+51,26=606,4кН

Определяем кратковременную нагрузку на колонну:

Определяем длительную действующую нагрузку:

N_дл=N-N_кр=606,4-76,88=529,52кН

Определяем расчётную длину колонны:

, где

       - коэффициент, учитывающий закрепление концов колонны и тип здания

            (=1 для многоэтажных зданий).  

Определяем соотношение:

, значит, колонну можно рассчитывать как центрально-сжатую.

Определяем соотношение:

По табл.5 приложения по соотношениям 7 и 0,87 принимаем:

  и

Расчётные данные для подбора сечения:

а) Бетон класса С25/30.

- нормативное сопротивление бетона осевому сжатию =25 МПа и осевому

  растяжению =1,8 МПа (табл. 6.1 СНБ 5.03.01-02).

          - расчётное сопротивление бетона осевому сжатию =/ = 25/1,5 =        

  =16,67 МПа, осевому растяжению =/=1,8/1,5=1,20 МПа, где

  =1,5 для железобетонных конструкций (6.1.2.11 СНБ 5.03.01-02).

- модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости СЖ2

   б) арматура класса S400.

- расчетное сопротивление =365 МПа( по табл. 6.5 СНБ 5.03.01-02).

    4.2 Расчёт продольной арматуры колонны.

Определяем требуемую площадь продольной арматуры

Полагаем, что  , т.к. b_К=h_К=0,4м>0,2м.

Так как значение отрицательное, конструктивно принимаем 4 стержня 

диаметром 12мм из арматуры класса S500 c As=4,52см² .

Определяем процент армирования:

Определяем несущую способность колонны при принятом армировании:

Следовательно, прочность и устойчивость колонны обеспечена.

Поперечную арматуру принимаем диаметром, равным 0,25d=0,2512=3мм, но

не менее 5мм. Принимаем арматуру диаметром 5 мм, классом S240.

Шаг поперечной арматуры для вязанных каркасов S=15d=1512=180 мм и не

более 500мм. Принимаем S=150 мм.

    4.3 Расчёт консоли колонны.

                                           

Рис.  Определение геометрических характеристик консоли колонны.

Определяем нагрузку на 1 м погонный ригеля:

-от перекрытия  q_п=q_перL₂=6,916=41,46кН

-от собственного веса

Полная расчётная нагрузка на ригель:

q=q_п+q_р=41,46+4,77=46,23кН/м

Определяем расчётный пролёт ригеля

Максимальная поперечная сила Q:

Длинна площади опирания:

l_jup=l_c-2см=15-2=13см.

Расстояние от точки приложения Qmax до опорного сечения консоли:

a=l_c-l_jup=15-13/2=8,5см

Момент возникающий в консоли от ригеля:

M=1,25Q_maxa=1,25125,510,085=13,34 кНм.

Требуемая площадь рабочей арматуры при С=3см:

Принимаем 2 стержня диаметром 16мм с A_S= 4,02см².

5.  Расчёт фундаментапод колонну.

     Исходные данные:

- сечение колонны  400400 мм.

- расчетную нагрузку принимаем из расчёта колонны 606,4 кН.

- класс бетона  С⁸/₁₀

- класс арматуры S400

- основанием служат пески пылеватые, маловлажные плотные e=0,70

- район строительства г.Минск

- усреднённый вес единицы объёма материала фундамента и грунта на его

  свесах

- отметка земли у здания   –1,150.

               Решение

      Определяем глубину заложения фундамента из условия длины колонны.

d=3900-1150=2750мм.=2,75м.

    Определяем глубину заложения фундамента из условия промерзания грунта.

    По схематической карте нормативной глубины промерзания грунтов [17] для города Минска определяем глубину промерзания – 0,9м.

     Следовательно, при глубине заложения фундамента d=2,75м. он устанавливается на талый грунт.

      Окончательно принимаем глубину заложения фундамента d=2,750м.

5.1  Расчёт основания.

Определяем расчётную нагрузку на фундамент с коэффициентом надёжности

      по нагрузке .

              

      где - усредненное значение коэффициента надёжности по нагрузке. =1,15.

Расчётные данные:

Расчётное сопротивление грунта R₀=250 КПа (табл.2 приложения 3

СНиП 2.02.01.83 «Основания зданий и сооружений»).

Нормативное удельное сцепление грунта .

Угол внутреннего трения (табл.1 приложения 1

СНиП 2.02.01.83).

Расчётное сопротивление бетона класса С⁸/₁₀ растяжению

(табл.6.1 СНБ 5.03.01.-02«Бетонные и железобетонные конструкции»).

Расчётное сопротивление арматуры класса S400 растяжению

(табл.6.5 СНБ 5.03.01.-02)

Определяем предварительные размеры подошвы фундамента

Вносим поправку на ширину подошвы и глубину заложения фундамента.

При d>2 м.

где b₀=1м.

       d₀=2м.

        k₁=0,05 (для пылеватых песков (приложение 3 СНиП 2.02.01-83).

        k₂=0,25 (для песчаных грунтов).

Определяем окончательные размеры подошвы фундамента с учётом поправки

Окончательно принимаем b=1,8м

Определяем среднее давление под подошвой фундамента от действующей нагрузки

Определяем расчётное сопротивление грунта:

             

           где  =1,25;  =1,2;  =0,98;  =4,93;   =7,40; K=1,1

         K_Z=1 при b<10 м.

                   ==18 кН/м³- удельный вес грунта соответственно выше и

           ниже  подошвы фундамента.

         

           Следовательно расчёт по второй группе предельных состояний можно не

          производить.

                 5.2 Расчёт тела фундамента.

Определяем реактивное давление грунта

    Определяем размеры фундамента

    Рабочая высота фундамента из условия продавливания колонны через тело

фундамента

Минимальная конструктивная высота фундамента

Из условия анкеровки колонны

Окончательно принимаем высоту фундамента H=850мм.

Рабочая высота фундамента

h⁰=H-a=850-50=800мм.

Принимаем первую ступень высотой h₁=300мм.

h₀₁= h₁-a=300-50=250мм.

Принимаем остальные размеры фундамента

Рис.  определение размеров фундамента.

      Так как ширина подошвы фундамента достаточно большая, то для уменьшения количества арматуры принимаем толщину стенки стакана d_c=300мм.

          d_c=300мм >200 мм.

h2=H-h1=850-300=550мм.

h_cf=1,5h_col+50=1,5400+50=650 мм.

Так как h₂=550мм<h_cf=650мм, то принимаем d_c=0,75h₂=0,75550=

          =412.5>300мм.

          Следовательно, требуется армирование стенки стакана.

 Определяем С

 Так как d_c+0,75=300+75=375 < h₂=550мм

Определяем требуемую рабочую высоту нижней ступени

что не превышает принятую h₀₁=0,25м.

Определяем моменты, возникающие в сечениях 1-1 и 2-2.

b₁=(3002+752+400)=1150мм=1,15м

Определяем необходимое количество арматуры

Арматуру подбираем по максимальной A_s=A_s1=10,05см²

Принимаем шаг стержней S=200мм

Количество стержней в сетке в одном направлении

Требуемая площадь сечения одного стержня

Принимаем 1 стержень ○12 S400, А=1,131см².

Тоже количество стержней укладывается в сетке в противоположном