2.2 Расчет ригеля перекрытия

В данном разделе мы должны осуществить сбор нагрузок на ригель перекрытия. Для этого необходимо определить ширину грузовой площади, относящейся к данному ригелю.

Рис. 3 Схема грузовой площади ригеля

Осуществить подсчет равномерно распределенной расчетной и нормативной нагрузок. Нормативная нагрузка на ригель определяется по формуле:

g_н=А_гр·γ_б·ρ_пл

где А_гр=35,1м² грузовая площадь приходящаяся на ригель;

γ_б= 0,08м;

ρ_пл= 2500кг/м³.

q_н=35,1*0,08*2500=7020(кН/м²)

G – вес 1 м² плиты перекрытия, кН/м².

G= γ_б* ρ_пл*1м²=200(кН/м²)

Нормативная нагрузка от веса перекрытия определяется по формуле:

р_Н = q_Н + G (кН/м²),

где q_Н – нормативная нагрузка на перекрытие (см.табл.1),кН/м²;

q_Н=542,2(кН/м²);

G=200(кН/м²)

р_Н=542,2+200=742,2(кН/м²)

Расчетная нагрузка на ригель перекрытия определяется по формуле:

g_р= q_Н* γ_f

где q_Н=7020(кН/м²)

γ_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый для железобетонных конструкций равным 1,2.

g_р=7020*1,2=8424(кН/м²)

Расчетная нагрузка от веса перекрытия складывается из расчетной нагрузки на перекрытие q_р и веса 1м² плиты перекрытия:

р_р= g_р+ γ_f+ G=8424+1,2*200=8664(кН/м²)

Расчет ригеля перекрытия по 1-й группе предельных состояний

Максимальный изгибающий момент в шарнирно-опертой балке от равномерно распределенной нагрузки возникает в середине пролета:

М_max

где g_р= 8424 (кН/м²)расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель;

l- 6,5м пролет ригеля

М_max= =44489 (кН/м²)

Требуемый момент сопротивления определяется по формуле:

W_тр= = = = 205,9 см³

где R_y – расчетное сопротивление стали, принимаемое равным 240 МПа;

γ_С – коэффициент условий работы балки, принимаемый равным 0,9.

По сортаменту подбирается сечение прокатного двутавра по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления больше или равным требуемому, по методическому пособию (приложение 5).

Характеристики сечения:

Wx-260,5 момент сопротивления, (см³)

Ix-2996 момент инерции сечения, (см⁴)

q-258 погонный вес, (кг/м)

Расчет ригеля перекрытия по 2-й группе предельных состояний

Прогиб ригеля и его сравнение с допустимым значением [f]= ; l=6,5м.

=6,5/200=0,03

Осуществляется по формуле:

f= = = = 0,03

Е – модуль упругости стали, принимаемый равным 210∙10⁹ Па

I – момент инерции сечения=2996(см⁴)

[f]=

0,03=0,03

Подобный сортамент ригеля подобен допустимому значению.

2.3.Расчет и конструирование ленточного фундамента

Определение глубины заложения фундамента

При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» учитывают следующие основные факторы: влияние климата (глубину сезонного промерзания грунтов), инженерно-геологические и гидрологические особенности, конструктивные особенности.

Расчетную сезонную глубину промерзания грунтов определяют по формуле:

d_f = k_nd_fn (м),

d_f=0,9*2,4=2,16м.

где k_n – 0,9 коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для отапливаемых сооружений согласно табл. 1 СНиП 2.02.01-83;

d_fn–2,4м нормативная глубина промерзания, определяется по карте нормативного промерзания грунтов (методическое пособие приложение 6).

Глубина заложения фундамента, исходя из расчетной глубины промерзания, принимается равной d₁ ≥ d_f.

Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) d₂, исходя из геологических и гидрогеологических условий площадки следует принимать по табл. 3, считая от пола до подвала или технического подполья

Конструктивная глубина заложения фундамента d₃ определяется по формуле:

d₃ = d_b + h_cf + h_s (м),

где d_b =1,8м глубина пола подвала (согласно заданию);

h_cf – толщина пола в подвале, принимается равной 0,1 м;

h_s – толщина слоя грунта от низа пола подвала до подошвы фундамента, принимается равной 0,6 м.

d₃ =1,8+0,1+0,6=2,5м.

Окончательным значением глубины заложения фундамента принимаем равной 2,5м.

Рис. 4 Схема к определению глубины заложения фундамента

Сбор нагрузок на фундамент

В данном разделе мы должны выполнить сбор нагрузок на фундамент под наружной стеной здания. На фундамент здания действуют постоянные нагрузки от веса покрытия, перекрытий, стен и перегородок, а также временные нагрузки от снега и нагрузки на перекрытие. Сбор нагрузок на фундамент наружной стены производится на уровне планировочной отметки грунта.

Предварительно на плане этажа выделяется грузовая площадь, которая определяется следующими контурами: расстоянием между осями оконных проемов и половиной расстояния в чистоте между продольными несущими элементами здания (рис. 5).

Сбор нагрузок на фундамент удобнее всего выполнять в виде таблицы по форме табл. 3

А_гр=b*(B/2-0,4м)

b- примем равным -3,94м.

А_гр=3,94*2,3=9,06м.

Таблица 3

Наименование	Расчетная нагрузка, кН/м2	Расчет нагрузки	Величина нагрузки, кН
Постоянные
Вес кровли	1145,61	Af 9,06	10,38
Веc покрытия	200	Af 9,06	1,812
Вес конструкции пола	658	Af n 9,06*1	5,96
Вес перекрытий	2750	Af n 9,06*1	24,91
Вес перегородок	1,0	Af n 9,06*1	0,009
Вес наружных стен за вычетом оконных проемов	15683,4	tст(h*b-hок*bок)n 4,8	75,28
Вес парапета	4001,4	tп*hк*b 1,35	5,40
Временные
Снеговая нагрузка	1950	Af 9,06	17,66
Временная нагрузка на перекрытие	2,86	Af n 9,06*1	0,026
Итого:	-	-	Σ=141,45 кН

где A_f =9,06м² грузовая площадь;

n =1 - количество междуэтажных перекрытий, включая перекрытия между первым этажом и подвалом;

t_СТ – толщина наружной кирпичной стены, принимается равной 0,51 м;

h =3м - высота этажа (согласно заданию);

b =3,94м - расстояние между осями оконных проемов;

h_ОК – высота оконного проема, принимается равной 1,6 м;

b_ОК – ширина оконного проема, принимается равной 1,51 м;

t_П – толщина парапета, принимается равно 0,38 м;

h_К – высота карниза, принимается равной 0,9 м.

Вес кровли (в кН/м²)определяется согласно расчетам, приведенным в таблице №2 без учета снеговой и ремонтной нагрузок(1145,61 кН/м²);

Вес покрытия определяется как вес 1м²плиты покрытия:

G (вес 1м²плиты) =200 кН/м².;

Вес конструкции пола определяется согласно расчетам, приведенным в таблице №1, без учета временной нагрузки на перекрытие(658 кН/м²);

Вес перекрытий = 2500 кН/м²*1,1(коэффициент надежности по нагрузке)=2750 кН/м².;

Вес перегородок =1,0 кН/м² согласно заданию;

Вес наружных стен за вычетом оконных проемов находится: Для начала найдем объем стены: Vст=δст*Н*b=0,51*3*6,5=9,945м³.

δст- толщина стены равная 0,51м.

Н-высота этажа равная 3м.

b=6,5м.

После найдем объем оконного проема:

Vок= δст*hок*bок=0,51*1,6*1,51=1,232 м³.

δст=0,51м

hок=1,6м

bок=1,51м.

После чего вычтем из объема стены, объем оконного проема и умножим полученное значение на γ_{кирп.кл.}=1800 кг/м³

Vст- Vок* γ_{кирп.кл} = 9,945-1,232*1800=15683,4 кН/м²

Вес парапета находится: толщина парапета умножается на расстояние между колонами и умножается на высоту карниза, и все это умножаем на γ_{кирп.кл}.

Вес парапета: t_П* h_К* b* γ_{кирп.кл} = 0,38*0,9*6,5*1800=4001,4 кН/м²

Все нагрузки суммируются и определяется итоговая величина нагрузки Σ на рассматриваемую грузовую площадь.