Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование несущих конструкций многоэтажного гражданского здания из монолитного железобетона. Методические указания к курсовому проекту для обучаю
.pdf
h
l
0
6
10
15
20
φ
0,92
0,9
0,83
0,7
7,0
)5,0(
10 m.b
hHl
м22,3)6,05,09,4(7,0
м9,41H
м6,0
m.b
h
20 0
h
l
.2005,8
0,4
3,22
0
h
l
A
— площадь всей продольной арматуры в сечении колонны;
s,tot
R
— прочность арматуры при сжатии (см. прил. 7).
s.c
Таблица 10
Значение коэффициента φ
Расчет производим наиболее нагруженной колонны ― колонны
первого этажа. Расчетная схема колонны представлена на рис. 8.
Рис. 8. Расчетная схема колонны первого этажа
Для данного вида закреплений коэффициент свободной длины
.
Свободная длина колонны 1-го этажа
, где
этажа (см. сбор нагрузок на колонну);
— высота колонны первого
— высота главной
балки (см. компоновку перекрытия).
Размер стороны сечения колонны h = 0,4 м.
Проверяем условие
:
51
05,8 0
h
l
91,0
.0см14,2
5,35
16561580
10355
1600105,119,0
91,0
1439
2
1
1
1
R
AR
N
A
sc
bbb
tots,
%10,0
min
5 0
h
l
%25,0
min
25 0
h
l
0
h
l
min
%12,0
min
05,8 0
h
l
%12,0
min
2
mins
см92,14040
100
12,0
100
bhA
s
,
По табл. 10 при
определяем коэффициент
Площадь продольной арматуры:
Следовательно, по расчету арматура не требуется.
Согласно требованиям п. 10.3.6 [2], минимальный процент армиро-
вания для арматуры:
Для промежуточных значений
при
при
значения
;
.
определяем по ин-
.
терполяции:
при
Площадь продольной арматуры при
.
и симметрич-
ном армировании:
.
Минимальный диаметр продольных стержней в монолитных ко-
лоннах, согласно п. 5.17 [11], не должен быть меньше 16 мм. Принимаем 4 Ø16 мм с Аs = 8,04 см2 > А
s,min
= 1,92 см2.
52
%5,1
sw
ds 15
мм240161515мм150
sw
ds
мм500
w
s
мм500мм150
w
s
%5,1
sw
ds 10
мм300
w
s
Хомуты принимаем из стали класса A240 диаметром 6 мм (dsw ≥ 6 мм
для вязаных каркасов) c шагом 150 мм, в зоне стыка продольных
стержней внахлестку без сварки шаг 100 мм. Шаг поперечных стержней при
удовлетворяет конструктивным требованиям:
1)
2)
Если
,
s ≤ 10d и
;
,
.
, то шаг поперечных стержней должен быть
.
Окончательно принимаем сечение колонны, представленное на
рис. 9.
Рис. 9. Поперечное сечение колонны
При армировании колонн вязаными каркасами стыки арматуры
монолитных колонн с выпусками арматуры из фундаментов и нижестоящих колонн рекомендуется выполнять внахлестку без сварки.
При соединении стержней арматуры периодического профиля с
прямыми концами монолитных колонн внахлестку длину анкеровки
арматуры (перепуск) принимают как наибольшее значение из четырех
значений:
53
sanan
dl
)1(
an
s
d
мм4806,130
)1an(
san
dl
мм632
1614,39,05,2
1,201355
5,2
)2(
sbt
s1s
an
dR
AR
l
2
мм1,201
s1
A
мм240161515
)3(
dl
san
мм200
)4(an
l
мм650632
)2(
ll
anan
,
где
— относительная длина анкеровки (см. прил. 11);
— диметр продольной арматуры.
;
,
где
— площадь одного продольного стержня диаметром
16 мм;
;
.
Принимаем длину перепуска стыкуемых стержней кратной 50 мм:
.
54
МПа30,00R
МПа5,8
b
R
МПа75,0
bt
R
МПа355sR
.кН1251
15,1
1439
N
N
f
n
10
γ HR
N
A
m
n
n
N
МПа30,00R
4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ
4.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Грунты основания — пески средней плотности, условное расчетное
сопротивление грунта
Бетон фундамента тяжелый, класса В15. Расчетные сопротивления
,
.
.
Арматура класса А400,
.
Минимальная толщина защитного слоя бетона для фундаментов
при наличии бетонной подготовки — 40 мм (табл. 10.1 [2]).
Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах
равен m = 20,00 кН/м3.
Высоту фундамента предварительно принимаем равной 120 см
(кратной 30 см), тогда глубина заложения фундамента Н1 = 150 см. Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент, N = 1439 кН.
Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке f = 1,15.
Нормативное значение нагрузки:
4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА
Площадь подошвы центрально загруженного фундамента определяем по условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения:
,
где
— нормативное усилие, передающееся с колонны на фунда-
мент;
R0 — условное давление на грунт, зависящее от вида грунта (по заданию
);
γm — усредненная нагрузка от единицы объема фундамента и грунта на
его уступах 20,00 кН/м3;
55
22
61
м63,4см46333
1501020103,0
1251
A
.м2,2м15,263,4A
2
a
2
0
2
2
2
м/кН300м/кН297
2,22,2
1439
R
a
N
p
,
p
5,0)(25,0
1
0
btb
cc
R
N
bhh
см.36
102941075,09,0
1439
5,0)5050(25,0
41
0
h
Н
— глубина заложения фундамента (от планировочной отметки), Н1 =
1
1,5 м:
.
Размер стороны квадратной в плане подошвы:
Давление на грунт от расчетной нагрузки:
.
4.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ФУНДАМЕНТА
Рабочая высота определяется из условия продавливания фундамента по подколоннику:
где hс, bс — размеры подколонника (в монолитных фундаментах с монолитными колоннами размеры поперечного сечения подколонника
принимают большими на 50 мм в каждую сторону от колонны, что
необходимо для удобства установки опалубки колонны);
Полная высота фундамента (плитной его части) устанавливается из
условий:
1) сопротивления фундамента продавливанию:
Н
= h0 + а = 36 + 5 = 41 см —
f,прод
высота плитной части фундамента;
56
maxст f,
Hhn
см6,50см60302
max,ст
f
Hhn
см90302150
стпод к
hnHh
2) обеспечения анкеровки продольной сжатой арматуры:
H
= 16dS + 25 см = 16 1,6 + 25 = 50,6 см,
f,ан
где dS — максимальный диаметр продольной арматуры в колонне.
Высота части фундамента под подколонником принимается кратной 30 см.
Окончательно принимаем фундамент под подколонником в виде
двух ступеней по hст = 30 см, общей высотой 2 30 = 60 см.
При этом должно выполняться условие:
;
.
Глубина заложения фундамента, исходя из глубины промерзания,
Н = 150 см.
Верх подколонника устраиваем на отметке 0,80 м (cм. лист 1 графической части). Высота подколонника при этом будет равна
.
Конструкция принятого фундамента представлена на рис. 10.
Рис. 10. Сечение фундамента под колонну
57
см25530
0
h
м.п1b
min,b
QQ
bphaapblQ )2(5,0
012
кН4,592970,1)25,023,12,2(5,0 Q
кН38,84251001075,09,05,05,0
1
01min,
bhRQ
btbb
кН38,84кН4,59
min,
b
QQ
Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента (
) условию прочности при действии поперечной
силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы
ширины этого сечения (
) должно выполняться условие:
.
Поперечная сила от давления грунта в расчетном сечении, проходящем по грани подколонника:
,
где а2 — размер подошвы фундамента в плане (размер первой ступени);
а
— размер второй ступени;
1
h0 — рабочая высота первой ступени фундамента;
р — давление на грунт от расчетной нагрузки.
.
Минимальное значение поперечной силы, которое может воспринимать бетон в наклонном сечении:
.
Проверяем условие прочности без поперечной арматуры:
.
Условие прочности выполняется, оставляем высоту подошвы
(нижней ступени) фундамента без изменения.
4.4. РАСЧЕТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ
Проверяем фундамент на прочность против продавливания.
Расчет элементов, в том числе фундаментов, без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производят из условия (п. 8.1.47 [2]):
58
ultbFF,
ultbF,
,b ult
F
bbtbultb
ARF
1,
b
A
1
ApNF
мм5505030022
ст01
ahh
222
011
м56,2)55,025,0()2( hhA
c
кН67929756,21439 F
,
где F — сосредоточенная сила от внешней нагрузки;
— предельное усилие, воспринимаемое бетоном при продав-
ливании.
Усилие
определяем по формуле:
,
где Rbt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
— площадь вертикального расчетного поперечного сечения, распо-
ложенного на расстоянии 0,5h0 от граней колонны с рабочей высотой
сечения h0.
Продавливающая сила равна:
,
где N — расчетное усилие, передающееся с колонны, N = 1439 кН;
А
— площадь нижнего основания пирамиды продавливания;
1
;
;
р — давление на грунт от расчетной нагрузки, р = 297 кН/м2 .
.
Периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии
0,5h0 от граней колонны:
Um = (4hс + 4h01) = 4 · 0,5 + 4 · 0,55 = 4,2 м.
Площадь расчетного вертикального поперечного сечения:
Ab = Um h
= 4,2 · 0,55 = 2,31 м2 .
01
59
кН15591031,21075,09,0
41
1
bbtbultb,
ARF
кН1559кН679
ultb,
FF
кНм2362,2)5,02,2(297125,0)(125,0
2
2
2
c21
ahapM
9,0
.см43,13
10355559,0
10236
A
2
1
2
01
1
1
Rh
M
s
s
,кНм16,662,2)3,12,2(297125,0)(125,0
2
2
2
122
aaapM
Предельное усилие, воспринимаемое бетоном при продавливании:
.
Проверяем условие прочности фундамента против продавливания:
.
Условие выполняется, прочность фундамента против продавливания обеспечена.
Таким же образом должна быть проверена прочность нижней ступени фундамента против продавливания.
Окончательно принимаем геометрические размеры фундамента,
изображенного на рис. 10.
4.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ АРМАТУРЫ ФУНДАМЕНТА
Расчетная схема нижней части фундамента принимается в виде консоли с равномерно распределенной нагрузкой, равной давлению на грунт.
Сечение 1-1, проходящее по грани подколонника.
Расчетный изгибающий момент в сечении, проходящем по грани
подколонника, определяется по формуле:
где a2 — размер подошвы фундамента в плане.
Площадь сечения продольной арматуры в фундаменте определяется при
по формуле:
Сечение 2-2, проходящее по грани первой ступени.
Расчетный изгибающий момент в сечении, проходящем по грани
первой ступени, определяется по формуле:
где a1, a2 — размер в плане соответственно верхней и нижней ступени.
60
,
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]