_materials_Mpos-2011-09(p1-p11)_p8
.pdf
α = ?E, V⁄( E) = 365 ∙ 2083 ⁄ (15,3 ∙ 300 ∙ 300) = 0,552, |
|||||||
Так как |
|
|
|
|
|
||
то φ = φ + 2 [φ |
− φ \ α = 0,868 + 2 (0,89 − 0,868) 0,552 = |
||||||
= 0,892 > φ = 0,89. |
|
|
|
|
|||
Принимаем φ = φ = 0,89. |
|
|
|
||||
Вторым приближением определяем потребную площадь |
|||||||
|
ƒ |
|
1718 ∙ 10Z |
15,3 |
мм |
|
|
арматуры с уточненным коэффициентом продольного изгиба: |
|
||||||
E, V = |
φ ? |
− E |
? |
= 0,89 ∙ 365 |
− 300 ∙ 300 365 = 1516 |
|
. |
Принимаем 4 Ø25 |
А-III (E, V = 1963 мм ). |
|
|
||||
Тогда фактическая несущая способность расчетного сече-
нияƒ колонны= [ E будет+ Eравна\ := 0,89(15,3 ∙ 300 ∙ 300 + 365 ∙ 1963) =
@ φ ? , V Z
= 1863 ∙ 10 Н = 1863 кН > ƒ = 1718 кН,
следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются требования [4, п. 5.16] по минимальному армирова-
μN]^% = E, V 100 % = |
1963 100 % = |
||
нию, поскольку |
|
|
|
E |
|
300 ∙ 300 |
конструируем |
Поперечную= 2,18арматуру% > 0,4(рис% (. 22)F0в/колонне= 12). |
|||
|
при |
|
|
в соответствии с требованиями [5, п. 5.22] из арматуры класса А-I диаметром 8 мм. Шаг поперечной арматуры должен быть не
более |
и не более 500 мм, где d – диаметр стержней про- |
|
дольной20•арматуры. Устанавливаем поперечную арматуру с ша- |
||
гом YНа= 500этомммзавершен= 20• =этап20 ∙ 25работы= 500, посвященныймм. |
проектиро- |
|
ванию сборной железобетонной колонны каркаса многоэтажного промышленного здания.
Далее необходимо выполнить расчет железобетонного фундамента под выше запроектированную колонну каркаса.
71
Рис. 22. К расчету железобетонной колонны
4.4. Указания по расчету фундамента
Фундаменты являются неотъемлемой частью любого здания. Они передают нагрузку от опирающихся на них колонн или стен на грунтовое основание. В подавляющем большинстве случаев фундаменты выполняют из железобетона. В отдельных случаях проектируются каменные фундаменты из естественных и искусственных камней.
Под колоннами промышленных зданий чаще всего проектируют отдельно стоящие фундаменты. При действии на колонну центрально сжимающей силы со случайным эксцентриситетом фундамент под колонной является центрально нагруженным и проектируется квадратным в плане (рис. 23).
72
Рис. 23. Отдельно стоящий центрально нагруженный фундамент (a = b)
Расчет фундамента состоит из двух частей:
–расчет основания, в котором определяют форму и размеры подошвы фундамента;
–расчета тела фундамента, в котором определяют высоту фундамента, размеры его ступеней и сечение арматуры.
Для экономии бетона фундаменты проектируют ступенча-
тыми, в зависимости от высоты фундамента H. |
Высотаn = 2; |
||||
Если ≤ 900 мммм, |
|
; при |
|
||
ступеней900 мм <принимается≤ 1350 |
равнойn = 3 |
|
> 1350 мм кратнойn = 4. 50 мм. |
||
|
|
количество ступеней принимаем |
|||
В фундаменте по подошве7 =устанавливают300 − 450 ммпо, |
расчету свар- |
||||
ную сетку. Если под фундаментом предусматривается бетонная
подготовка, то защитный слой бетона |
принимается |
не менее 35 мм, если бетонной подготовки нет – 70 |
мм. |
Сварные сетки изготавливают из стержней диаметром |
|
10 мм при p ≤ 3 м; |
|
10–25 мм. Минимальный диаметр стержней составляет |
|
•N]^ = •12 мм при p > 3 м.Ž |
73 |
Класс рабочей арматуры А-III, реже А-II iи=А-100I. Шаг200рабомм- чих стержней в сварных сетках принимается – , кратно 50 мм.
В курсовом проекте фундамент под колонну проектируется с учетом заданных величин глубины заложения и условного расчетного сопротивления грунта при действии продольного усилия в рассчитываемой колонне первого этажа. Нормативное усилие для определения размеров подошвы фундамента определяется делением расчетного усилия в колоннеγ на=среднее1,15 значение коэффициента надежности по нагрузке / . Классы бетона и арматуры для фундамента принимаются по индивидуальному заданию для монолитных конструкций.
4.5. Расчет основания фундамента
Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 300×300 мм с расчетным усилием в заделке N =1718 кН.
Для определения размеров подошвы фундамента вычисляем нормативное усилие от колонны, принимаяγ = 1,15среднее значение
коэффициента надежностиƒ по1718нагрузке / :
ƒ = γ/ = 1,15 = 1494 кН.
По заданию грунт основания имеет условное расчетное сопротивление R0 = 0,25 МПа, а глубина заложения фундамента
Hf = 1,6 м.
Фундамент должен проектироваться из γтяжелого= 0,9 бетона, класса (по заданию) B15 (Rbt = 0,675 МПа при ) и рабочей арматуры класса А-III (Rs = 365 МПа).
= 20 ∙ 10 Н/мм
Принимаем средний вес единицы объема бетона фунда- |
||
мента и грунта |
на |
его ступенях (обрезах) γ/ = 20 кН⁄мZ = |
‘- |
Z. |
Вычисляем требуемую площадь подошвы |
фундамента по формуле [1, XII.I]:
74
|
|
E, V |
ƒ |
|
|
|
|
|
|
|
1718 ∙ 10Z |
|
|
|||||||||
|
|
= 0 − γ/’ = |
0,25 − 20 ∙ 10‘- ∙ 1600 = |
|||||||||||||||||||
|
|
Размер |
|
|
= 7,88 ∙ 10 |
|
|
|
|
= 7,88 |
м |
. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-мм |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
стороны квадратной подошвы фундамента должен |
|||||||||||||||||||
быть не менее p = + = |
|
|
E, V |
= |
√ |
7,88 = 2,809 м. |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
` |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Назначаем размер подошвы |
фундамента |
|
при |
|||||||||||||||||
этом фактическое давление под подошвой фундаментаp = 2,8 мот, рас- |
||||||||||||||||||||||
|
|
′ = ƒ⁄E, V = 1718 ∙ 10Z⁄2800 = 0,219 МПа. |
||||||||||||||||||||
четной нагрузки будет равно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Рабочую высоту фундамента определяем по условию |
||||||||||||||||||||
прочности на продавливание по формуле [1, XI1.4]: |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
0 = − |
? |
+ +? + |
1 |
} |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
ƒ |
|
|
′ |
= |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
+ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
300 + 300 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
= − |
+ |
1718 ∙ 10Z |
|
|
|
|
|
мм |
|
|||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
2 }0,675 + 0,219 = 542 . |
|
|||||||||||||||
|
|
Высота фундамента с учетом защитного слоя бетона со- |
||||||||||||||||||||
ставит: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
H = h0 + а = 542 + 50 = 592 мм. |
|
|
|||||||||||||||
|
|
По условию заделки колонны в фундаменте полная высота |
||||||||||||||||||||
фундамента должна быть не менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
H = 1,5hc + 250 = 1,5·300+ 250 = 700 мм. |
|
||||||||||||||||
|
|
По требованию |
|
анкеровки |
|
|
сжатой |
|
арматуры |
колонны |
||||||||||||
Ø 25 |
|
А-III в бетоне класса В15 высота фундамента должна быть |
||||||||||||||||||||
не менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
где |
|
определяется’ = g• +по250[7, =табл12. ∙4]25или+ 250по формуле= 550 |
[5,, |
186]. |
||||||||||||||||||
|
λgС учетом удовлетворения всех условий и по требованиям |
|||||||||||||||||||||
унификации |
|
|
принимаем |
окончательно |
|
фундамент |
высотой |
|||||||||||||||
Н = |
800 мм, двухступенчатый, |
|
|
с |
высотой нижней |
ступени |
||||||||||||||||
h1 = 400 мм (рис. 24). С учетом бетонной подготовки под подош-
75
вой фундамента будем иметь рабочую высоту h0 = Н – а = = 800 – 50 = 750 мм и для первой ступени h01 = 400 – 50 = 350 мм.
Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении III – III. Для единицы ширины этого сечения (b = 1 мм) Q = 0,5(а– hc– 2 ho)b·p's = = 0,5(2800 – 300 – 2 ·750)1·0,219=109,5 Н.
Поскольку значение Qb,min= 0,6·Rbt·b·h01 = 0,6·0,675·1·350 = = 141,7 Н > Q = 109,5 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.
Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определим из условия расчета фундамента на изгиб в се-
чениях I – I |
и II – II. |
|
|
|
(p − ?) + = |
|
|
|
||||
|
|
|
*” = 0,125 ′ |
|
|
|
||||||
|
Изгибающие моменты определим по формуле [1, XI 1.7]: |
|||||||||||
= 0,125 ∙ 0,218(2800 − 300) |
′ |
|
∙ 2800 = 476,87 ∙ 10 |
|
||||||||
|
|
|
*”” = 0,125 |
(p − p7) + = |
|
- Н·мм. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= 0,125Сечение∙ 0,218(2800арматуры−одного1150) |
|
и∙ 2800другого= 207,73направления∙ 10 |
на всю |
|||||||||
|
|
|
*” |
|
|
|
|
|
мм |
- Н·мм. |
||
|
|
|
|
476,87 ∙ 10- |
|
|
|
|||||
ширину фундамента определим из условий: |
|
|
|
|||||||||
|
E 7 = |
0,9 0 |
= |
0,9 ∙ 750 ∙ 365 |
= 1936 |
|
; |
|
||||
|
E 7 = |
*”” |
= |
207,73 ∙ 10- |
= 1807 |
мм |
. |
|
||||
|
0 |
|
||||||||||
|
0,9 ∙ 350 ∙ 365 |
|
|
|||||||||
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
||||
|
Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой |
|||||||||||
в |
обоих |
направлениях |
рабочей арматурой |
19Ø12 |
А-III |
|||||||
с шагом S = 150 мм ( |
|
2149мм 2) соответственно получим |
||||||||||
μ7 |
= E ⁄(+” 0) 100 % = 2149⁄(1150 ∙ 750)100 % = 0,249 %; |
|||||||||||
фактическое армированиеE =расчетных сечений: |
|
|
|
|||||||||
μ = E ⁄(+” 0)100 % = 2149⁄(2300 ∙ 350) 100 % = 0,267 %;
что больше µN]^ = 0,05 %.
Для работы с ПК снова необходимо заполнить контрольный талон, как это сделано для примера расчета на рис. 25.
76
Рис. 24. К расчету фундамента
77
78
а
ГСиХ 4 курс 125/1 гр. |
Код |
N(кН) |
колонна |
AS |
DSW |
|
A1(С |
H .H1 |
КОЛ-ВО |
As(СМ2) |
СЕТКА |
КОНТР. |
|
зада- |
+AS’ |
Aф(СМ) |
СТУПЕ- |
||||||||||
Семенов И.В. |
ния |
max |
B,H(СМ) |
(N.Ø) |
.S(ММ) |
|
М) |
(CМ) |
НЕЙ |
max |
DA.ШАГ |
СУММА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Срок сдачи информа- |
|
|
|
|
|
|
|
80.4 |
|
|
|
|
|
ции |
192.05 |
1718 |
30.30 |
4.25 |
08.500 |
280 |
115 |
2 |
21,49 |
19.150 |
2471.14 |
||
0 |
|||||||||||||
по 1 этапу до 10.11.11 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б
ГСиХ 4 курс 125/1 гр. |
Код |
N(кН) |
колонна |
AS +AS’ |
DSW .S |
Aф(СМ) |
A1(СМ) |
H .H1 |
КОЛ-ВО |
As(СМ2) |
СЕТКА |
КОНТР. |
Семенов И.В. |
зада- |
max |
B,H |
(N.Ø) |
(ММ) |
(CМ) |
СТУПЕ- |
max |
DA.ША |
СУММА |
||
ния |
(СМ) |
|
|
НЕЙ |
Г |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Информация студента |
192.05 |
1709.9 |
30.30 |
4.28 |
08.500 |
280 |
115 |
80.40 |
2 |
21.49 |
19.150 |
|
Результаты проверки . |
|
1709.9 |
30.30 |
4.28 |
08.500 |
280 |
115 |
80.40 |
2 |
21.49 |
19.150 |
|
вы отлично выполнили этот этап проектирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 25. К автоматизированному расчету колонны и фундамента: а |
– заполненный |
контрольный |
талон; |
|||||||||
б – результаты работы с ПК
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Байков, В.Н. Железобетонные конструкции. Общий курс: учеб. для вузов / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. – 5- е изд., перераб. и доп. –
М.; 1991. – 767 с.
2.Железобетонные и каменные конструкции: учеб. для строит. спец.
вузов / В.М. Бондаренко, Р.О. Бакиров, В.Г. Назаренко [и др.]; под ред. В.М. Бондаренко. – 3- е изд., исправл. – М.: Высш. шк., 2004. – 876 с.
3.Железобетонные и каменные конструкции: учеб. для строит. спец.
вузов / О.Г. Кумпяк, З.Р. Галяутдинов, О.Р. Пахмурин [и др.]; под ред. О.Г. Кумпяка. – М.: Изд-во АСВ, 2009. – 472 с.
4.СНиП 2.01.07–85* . Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП, 2003. – 36 с.
5.СНиП 2.03.01–84* . Бетонные и железобетонные конструкции.
М.: ЦИТП, 1985. – 38 с.
6.Пособие по проектированию предварительно напряженных желе-
зобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов
(к СНиП 2.03.01–84). Часть I. – М.: ЦИТП, 1986. – 96 с.
7.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01–84). ЦНИИ Промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 192 с.
8.Бородачев, Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: учеб. пособие для вузов / Н.А. Борадачев. – М.: Стройиздат, 1995. – 211 с.
79
80
|
|
Основные сведения о бетонах |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П.1.1 |
|||
Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы •–, и •–—, МПа |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид сопротив- |
Бетон |
|
|
|
|
Класс бетона по прочности на сжатие |
|
|
|
|
|||||
ления |
|
|
В10 |
В12,5 |
В15 |
В20 |
В25 |
В30 |
В35 |
В40 |
В45 |
В50 |
В55 |
|
В60 |
|
|
|
|
||||||||||||
Сжатие осевое |
Тяжелый и мел- |
|
6 |
7,5 |
8,5 |
11,5 |
14,5 |
17 |
19,5 |
22 |
25 |
27,5 |
30 |
|
33 |
(призменная |
козернистый |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прочность), |
легкий |
|
6 |
7,5 |
8,5 |
11,5 |
14,5 |
17 |
19,5 |
22 |
– |
– |
– |
|
– |
|
Тяжелый |
|
0,57 |
0,66 |
0,75 |
0,9 |
1,05 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,45 |
1,55 |
1,6 |
|
1,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мелкозернистый, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
– |
|
– |
|
групп: |
|
0,57 |
0,66 |
0,75 |
0,9 |
1,05 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
|
||||
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Растяжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
0,45 |
0,57 |
0,64 |
0,77 |
0,9 |
1 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
|
осевое, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
– |
– |
0,75 |
0,9 |
1,05 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,45 |
1,55 |
1,6 |
|
1,65 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Легкий при мел- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
– |
|
– |
|
ком заполнителе: |
|
0,57 |
0,66 |
0,75 |
0,9 |
1,05 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
|
||||
|
плотном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пористом |
|
0,57 |
0,66 |
0,74 |
0,8 |
1 |
1 |
1,1 |
1,2 |
– |
– |
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|