8072
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Сучкова Е.О
Расчет монолитного железобетонного ростверка под стены
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы); выполнению курсовой работы для обучающихся по дисциплинам «Основания и фундаменты» направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство, «Проектирование оснований и фундаментов объектов повышенной ответственности» направлению подготовки 08.04.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство: проектирование
Нижний Новгород
2023
1
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Сучкова Е.О
Расчет монолитного железобетонного ростверка под стены
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы); выполнению расчетно-графической
работы для |
обучающихся по дисциплине |
«Основания и фундаменты» направлению |
|
подготовки |
08.03.01 Строительство, направленность (профиль) |
Промышленное и |
|
гражданское строительство, «Проектирование оснований и фундаментов объектов повышенной ответственности» направлению подготовки 08.04.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство: проектирование
Нижний Новгород ННГАСУ
2023
2
Приложение 2
УДК 624.012.45
Сучкова Е.О. Расчет монолитного железобетонного ростверка под стены : учебно-методическое пособие / Сучкова Е.О; Нижегородский государственный
архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2023. – 40 с. – Текст : электронный.
Приведены указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты», рассмотрены содержание и последовательность выполнения работы, даны рекомендации по проектированию монолитного железобетонного ростверка под стены. Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения курсовой работы и практических занятий по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство, «Проектирование оснований и фундаментов объектов повышенной ответственности» направлению подготовки 08.04.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство: проектирование
© Сучкова Е.О, 2023
© ННГАСУ, 2023
3
4
5
Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов.
№ |
Характеристики |
Обоз. |
|
|
|
Группы |
|
Ед. изм. |
|
ИГЭ-1 |
|
ИГЭ-2 |
ИГЭ-3 |
||
|
|
|
|
||||
|
Тип грунта |
|
|
Суглинок |
|
Супесь |
песок мелкий |
|
|
|
|
|
|
|
средней |
|
Разновидность |
|
|
текучий |
|
пластичная |
плотности |
|
грунта |
|
|
|
сложения, |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
влажный |
|
|
А. Нормативные характеристики: |
|
||||
|
|
|
|
1. Основные: |
|
|
|
1. |
Плотность |
ρ, г/см3 |
|
1,51 |
|
1,72 |
1,83 |
грунта |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Плотность |
ρs, г/см3 |
|
2,61 |
|
2,68 |
2,66 |
частиц |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Природная |
W, % |
|
25 |
|
18,5 |
13 |
влажность |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влажность на |
|
|
|
|
|
|
4. |
границе |
Wp, % |
|
14 |
|
16 |
- |
|
раскатывания |
|
|
|
|
|
|
|
Влажность на |
|
|
|
|
|
|
5. |
границе |
WL, % |
|
23 |
|
21 |
- |
|
текучести |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Производные: |
|
|
||
6. |
Число |
Jp,% |
|
9 |
|
5 |
- |
пластичности |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Показатель |
JL, д. ед. |
|
1,222 |
|
0,5 |
- |
текучести |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Плотность |
ρd, г/см3 |
|
1,21 |
|
1,45 |
1,62 |
сухого грунта |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Коэффициент |
e, д. ед. |
|
1,161 |
|
0,846 |
0,643 |
пористости |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
Пористость |
n, д. ед. |
|
0,537 |
|
0,458 |
0,391 |
11. |
Степень |
Sr, д.ед. |
|
0,562 |
|
0,586 |
0,538 |
влажности |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б. Расчетные характеристики: |
|
||||
12. |
Удельный вес |
γII, кН/м3 |
|
15,0 |
|
17,0 |
18,0 |
грунта |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол |
|
|
|
|
|
|
13. |
внутреннего |
φII, ° |
|
11 |
|
18 |
32 |
|
трения |
|
|
|
|
|
|
14. |
Удельное |
СII, кПа |
|
10 |
|
9 |
- |
сцепление |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
15. |
Модуль |
E, кПа |
|
3737,79 |
|
8401 |
26667 |
деформации |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
16. |
Расчетное |
R0, кПа |
|
Не норм. |
|
Не нормируется |
200 |
сопротивление |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Назначение расчетных сечений и определение грузовых площадей.
Расчет фундаментов производим в сечениях, где будут действовать разные нагрузки (рис. 1.1.). Нагрузки собираются на 1 погонный метр на отметке - 0,300.
Нагрузки, действующие в расчетных сечениях.
Сечение 1-1 n0,II = 406,63 кН/м n0,I = 472,91 кН/м
Сечение 2-2 n0,II = 471,75 кН/м n0,I = 565,28 кН/м
Сечение 3-3 n0,II = 289,79 кН/м n0,I = 318,77 кН/м Сечение 4-4 n0,II = 471,75 кН/м n0,I = 565,28 кН/м Сечение 5-5 n0,II = 255,10 кН/м n0,I = 297,66 кН/м Сечение 6-6 n0,II = 345,46 кН/м n0,I = 414,13 кН/м
7
Расчет и конструирование ростверка Сечение 1-1
Требуется произвести расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной в = 1,12 м и высотой h = 0,5 м. на ростверк опирается фундаментная стенка из блоков ФБС.24.6.6-Т, ФБС.12.6.6-Т и ФБС.9.6.6-Т; ширина стенки вст = 60 см. Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В7,5. Сваи сечением 30 х 30 см (d = 0,3 м) с шахматным расположением с расстоянием между осями свай а = 0,65 м. Расчетная нагрузка от стены составляет n = 472,91 кН/м (в расчетах n = q).
а) Определение усилий в ростверке:
Нагрузка от вышележащей кладки передается на ростверк по треугольной эпюре с максимальной ординатой над осью свай (рис.5.1). Длина полуоснования эпюры нагрузки определяется по формуле:
3 |
|
∙ |
|
3 |
240 ∙ 105 ∙ 0,0117 |
|
|||
= 3,14√ |
|
|
= 3,14 |
√ |
|
|
|
= 1,19 м |
|
∙ в |
85,8 ∙ 105 |
∙ 0,6 |
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
где - модуль упругости бетона ростверка, принимается по табл. 1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
приложения; |
|
|
|
|
|
– момент инерции ростверка, определяется |
|||||
= |
∙ 3 |
= |
1,12 ∙ 0,53 |
= 0,0117 м4 |
|
12 |
12 |
||||
|
|
|
|||
- модуль упругости кладки из бетонных блоков, принимается по СП
15.13330.2012 и определяется:
= ∙ ∙ = 1500 ∙ 2 ∙ 2860 = 85,8 ∙ 105 кПа
- упругая характеристика кладки, принимается по таблице 2 приложения; для кладки из блоков на растворе М25, принимается α = 1500;
– коэффициент, принимаемый по таблице 4 приложения; для кладки из блоков k = 2;
– расчетное сопротивление сжатию кладки по таблице 3 приложения; с учетом коэффициента I ([8] п. 6.4) определяется:
= 1,1 2600 = 2860 кПа
Величина ординаты эпюры нагрузки над гранью сваи определяется по формуле:
0 = = 472,91 0,37 = 147,04 кН1,19
где – расчетный пролет, принимаемый
= 1,05 = 1,05 0,35 = 0,37 м L – расстояние между сваями в свету;
= − = 0,65 − 0,3 = 0,35 м
Так как выполняется условие
> |
т.е. 1,19 м > 0,35 м |
8
то расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента будет соответствовать схеме, представленной на рис 5.1.
Если условие > не выполняется, то расчетную схему к определению усилий требуется смотреть по таблице 1 [11]
Для этой схемы расчетные моменты на опоре Моп и в середине пролета Мпр определяются
|
2 |
|
|
472,91 0,372 |
||||
= − |
|
|
= − |
|
|
= −5,40 кН м |
||
|
|
|
|
|||||
оп |
12 |
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
472,91 0,372 |
|
|
||
= |
|
= |
|
|
= 2,70 кН м |
|||
|
|
|
|
|||||
пр |
24 |
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Поперечная сила в ростверке на грани сваи определяется по формуле:
= = − 472,91 0,37 = 87,49 кН 2 2
б) Расчет продольной арматуры:
По найденным значениям изгибающих моментов определяем необходимую площадь сечения продольной арматуры ростверка. При заданном классе бетона ростверка В15 и арматуре из стали класса А400 (Rs по таблице 5 приложения), принимая рабочую высоту ростверка ho = 0,5 – 0,07 = 0,43 м, площадь арматуры определится: на опоре
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,40 106 |
|
|
|
|
|
= |
оп |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 35,93 мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
(1 − 0,5 ξ) |
|
0 |
|
|
(1 − 0,5 0,003) 350 430 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ξ = 1 − √1 − 2 = 1 − √1 − 2 ∙ 0,003 = 0,003. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,40 106 |
|
|
|
|
||
|
|
= |
|
|
оп |
|
|
= |
|
|
|
= 0,003. |
|
|
|||
|
|
∙ ∙ 2 |
8,5 ∙ 1120 ∙ 4302 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по таблице 6 приложения.
9
В пролете |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,70 106 |
|
|
|
|
|
= |
пр |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 17,96 мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
(1 − 0,5 ξ) |
|
0 |
|
|
(1 − 0,5 0,002) 350 430 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ξ = 1 − √1 − 2 = 1 − √1 − 2 ∙ 0,001 = 0,002. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,70 106 |
|
|
|
|
||
|
|
= |
|
|
пр |
|
|
= |
|
|
|
= 0,002. |
|
|
|||
|
|
∙ ∙ 2 |
8,5 ∙ 1120 ∙ 4302 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимается одинаковое армирование на опоре и в пролете –
8 ø12 А400 с А = 905 мм2 (см рис 5.2.)
Фактический процент армирования равен:
905 1120 430 100 = 0,19% > = 0,1%
в) Расчет поперечной арматуры:
Проверяется условие:
если ≤ в3 в 0 то хомуты не надо рассчитывать, т.к. вся поперечная сила воспринимается бетоном, где в3 = 0,6 (тяжелый бетон);
= 750 кПа (таблица 6 приложения) для В15 с учетом в2 = 1;
в = 1,12 м; 0 = 0,43 м.
= 87,49 кН < в3 в 0 = 0,6 750 1,12 0,43 = 216,72 кН.
Следовательно, расчет на действие поперечной силы не производится.
Принимаем конструктивно поперечную арматуру из стержней ø6 А400 с расстоянием между стержнями 200 мм.
г) Расчет на местное сжатие
При расчете на местное сжатие (смятие) ростверка без поперечного армирования от действия сваи должно удовлетворяться условие
≤ в ос 1
где – сжимающая сила от местной нагрузки (соответствует нагрузке на сваю)
10