3.2.3 Розрахунок плити за деформаціями

Гранично допустимий прогин для розглядуваної панелі [4]

f_доп=l/233=1800/233=7,72 см.

Момент від постійного і тривалого навантаження:

М=1595,04кНм

Сумарна повздовжня сила:

Ексцентриситет

(3.28)

(3.29)

Кривизна осі при згині:

_{= – (3.31)}

Прогини від відповідних силових дій будуть:

від постійного і довготривалого навантажень по формулі:

(3.32)

Прогин при довготривалому навантаженні тобто не перевищує допустиму величину.

4. Розрахунок фундаменту

4.1 Підбір розмірів фундаменту

Вихідні дані: пісок мілкий

Розрахунковий опір грунта R0=0.20 МПа.

Арматура класу А500С2 ,Rsc=Rs=365 МПа, Es=200000 МПа.

Бетон використовується важкий класу В-25,Rb=14,5 МПа, Rbt=1,05 МПа,

Rbtn=1,6 МПа, Eb=27000 МПа.

висота уступів плитної частини h₁ = h₂ = 300 мм;

товщина захисного шару 50 мм.

Розрахунок виконують на найбільш небезпечну комбінацію зусиль

=1221 кН

Глибину закладання підошви фундаменту приймаємо рівною 1,8м виходячи з конструктивних міркувань та грунтових умов наведених у додатку

Визначаємо розмір підошви фундаменту у першому наближені:

Оскільки фундамент знаходиться під впливом і вертикальної сили і згинального моменту приймаємо співвідношення сторін b/l=2/3

l^/ =3,3

Приймаємо:

l=3,3м b=2,4м

Перевіряємо умови:

p ≤ R

P < 1.2R

P > 0.

р^/ =

р^/ =

Визначаємо розрахунковий опір грутну основи у першому наближені:

Перевіряємо виконання умов:

р^/ = 190,2кПа < R = 347,2 кПа;

р^/ = 246,4кПа < 1.2R = 468 кПа;

р^/ =120,1 кПа > 0.

Так як опір під підошвою значно перевищує тиск під підошвою робимо наступне уточнення розмірів:

_{Мінімальний довжина плити фундаменту для колони розмірами 1,3х0,5м (згідно з[5]):}

3,0м

2,1м

Визначаємо розрахунковий опір грутну:

_{Крайові тиски:}

р^/ =

р^/ =

Перевіряємо виконання умов:

P = 268,1 кПа < R = 329,7 кПа;

P = 389.2 кПа < 1.2R = 395 кПа;

P =147 кПа > 0.

Умови виконуються, отже приймаємо до розрахунку розміри підошви bxL=3,0х1,8м

4.2 Розрахунок на продавлювання колоною

В якості матеріалу фундаменту використовуємо бетон класу В25. Висоту захисного шару бетону можна прийняти рівною a=5 см, тоді робоча висота перерізу h₀=700- 50=6500 (мм). Конструктивне рішення фундаменту показане на рисунку 2.2.

Рисунок 4.1 - Конструктивне рішення фундаменту в варіанті мілкого закладання

Для забезпечення міцності фундаменту на продавлювання необхідне виконання умови:

(6.1)

Схема утворення піраміди продавлювання приведена на рисунку 6.1.

Для центрально навантажених квадратних фундаментів:

(6.2)

(6.3)

=(1,9+2∙0,65)( 0,8+2∙0,65)=6,72 (м²)

Найбільше значення тиску на ґрунт при розрахунках на міцність визначається за формулою:

(6.4)

Продавлююча сила згідно з формулою (6.1):

=2(b_c+h_c+2h₀)=2(0,8+1,9+2∙0.65)=8 (м)

Згідно з умовою (6.1)

Умова виконується.

Міцність фундаменту на продавлювання забезпечена.

Отже продавлюючи сила при заданих парамера фундамента

Тиск під підошвою фундаменту від дії розрахункових граничних навантажень

F<b_mH₀R_bt

F=pA=129,7*(0.32*(3+2,36)/2+3*0,4)=266,87(кН)

267(кН)<(0.5+0,93) *0.93*0.9*1000=1196(кН)

Умова міцності виконується.

4.3 Розрахунок на згин консольного виступу фундаменту

Розраховуємо фундамент на згин 2-го консольного виступу фундаменту з метою визначення потрібної кількості поперечної арматури підошви.

Згинальний момент у перерізі по грані стіни для консольного виступу довжиною (b-b_і)/2

Значення розрахункових згинаючих моментів у перерізах:

(6.6)

У якості робочих стержнів приймаємо арматуру класу А500С з розрахунковим опором R_s =365 МПа [7].

Визначимо потрібну площу перерізу арматури на 1 м довжини фундаменту як для елементу, що згинається, з поодинокою арматурою

А_s1 = M/0,9h₀R_s =448,25 /(0,9х0,65х365∙10³)=2,09х10^-43(м²)= 20,9 (см²).

Приймаємо у якості поздовжньої робочої арматури 5Ø25 А500С (А_s= 24.54 см²) з кроком 200 мм (див. рис. 2.3).

Площа поздовжньої арматури у іншому напрямі аналогічна. Крок стержнів також 100 мм (див. рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Армування підошви фундаменту в варіанті мілкого закладання

Для розрахунку фундаменту на тріщиностійкість (за другою групою граничних станів) необхідно визначити можливість виникнення тріщин. Тріщини можуть виникати, якщо не виконується умова [7, 8]

М ≤ М_crc, (2.7)

де М – момент у поперечному перерізі фундаменту від експлуатаційних навантажень (для розглянутого фундаменту момент у перерізі біля грані стіни);

М_crc – момент тріщиноутворення, що визначається за формулою [7, 8]

М_crc = R_btserW_pl, (2.8)

де R_btser –розрахунковий опір бетону розтягу для розрахунків за другою групою граничних станів;

W_pl – пружньопластичний момент опору перерізу фундаменту по розтягнутій зоні (при відсутності стисненої арматури).

Пружньопластичний момент опору знаходять за формулою

W_pl = [0,292+0,75(γ₁+2μ₁n)]bh², (2.9)

де γ₁=0 для перерізу прямокутного перерізу,

μ₁=А_s/bh – коефіцієнт армування,

n=E_s/E_b – співвідношення між модулями пружності арматури і бетону.

Визначимо згинальний момент у грані стіни від експлуатаційних навантажень.

Тиск під підошвою фундаменту

р_g = p_ceр+М_n/W =389,2 (кПа).

М₁ = 448,25 (кНм/м).

За [7] модулі пружності арматури і бетону відповідних класів E_s=200000 МПа; E_b= 30000 МПа. Їх співвідношення n=E_s/E_b = 200000/27000 = 6,77.

Коефіцієнт армування перерізу

μ₁=А_s/bh = 24,54/(100х65)= 0,004=0,4%>0,05%.

Пружньопластичний момент опору за формулою (2.9)

W_pl = [0,292+0,75(γ₁+2μ₁n)]bh²= [0,292+0,75х2х0,004х6,77]х1,0х0,65²=

= 0,6 (м³).

Момент тріщиноутворення за формулою (2.8)

М_crc =R_btserW_pl=1,6х0,13=0,96 (МНм)= 960 (кНм).

Перевіряємо виконання умови (2.7)

М = 448,25 кНм < М_crc= 960 кНм.

Умова виконується, отже тріщини у тілі фундаменту не виникають.

Висновок

В даному курсовому проекті створено поперечну раму промислової будівлі, та проведено до неї всі основні розрахунки, які включають розрахунок балки покриття, колони та фундаментів стаканного типу.

Було представлено проектування указаних конструкцій комплексом розрахунків і графічних робіт, що включають себе їх основні креслення.

Для кожного елемента прийнятий клас бетону і відповідно до розрахунків прийнята арматура для забезпечення міцності і стійкості данних конструкцій.

Проектування виконане на основі завдання на проектування з врахуванням діючих ДБН, БНІП, ТУ та інших нормативних документів, що забезпечують технічне та економічне обгрунтування прийнятих рішень.

В результаті розрахунку запроектовано раціональні варіанти армування конструкцій та підібрано оптимальні їх прерізи з забезпеченням міцності, надійності довговічності та економічності.

Література

1. ДБН В.1.2-2:2006 ”Навантаження і впливи”.

2. СНиП 2.03.01-84 ”Бетонные и ж/б конструкций”.

3. Байков В.Н., Сигалов Э. Е. Ж/б конструкции – общий курс: Учебник – М., 1991. – 712 с.

4. Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций.: Справочное пособие. – К.: Будівельник, 1985. – 496 с.

Мандриков А.П. Примеры расчета ж/б конструкций. – М., 1989. –423с