Розрахунок прогину плити:

Прогин в середині прольоту плити визначають за формулою

f = s lo2· (l / r),

де s – коефіцієнт, який залежить від розрахункової схеми елементу. Для вільно опертої балки при рівномірно розподіленому навантаженні s =5 / 48.

Граничний прогин для ребристої плити згідно табл. 4[5] становить [f]=2,5(см).

Повна кривизна 1 / r в середині прольоту плити визначається за формулою:

1 / r = ( 1 / r)1 – ( 1 / r )2 + (1 / r)3,

де (1 / r)1 - кривизна від короткочасної дії всього навантаження;

(1/r)2 – кривизна від короткочасної дії постійного і довготривалого навантаження;

(1/r)3 – кривизна від тривалої дії постійного і довготривалого навантаження.

Кривизни (1 / r)1, (1 / r)2 , (1 / r)3 визначаються за формулою (159)[5]

1 / r = ,

при цьому (1 / r)1 і (1 / r)2 визначаємо при значені ψs, що відповідає короткочасній дії навантаження, а (1 / r)3 - при ψs, що відповідає тривалій дії навантаження.

Коефіцієнт ψs, що враховує роботу розтягнутого бетону на ділянках між тріщинами, визначаємо за формулою:

ψs = 1,25 – φls · φm ≤ 1,0,

тут φls коефіцієнт, що враховує тривалість дії зовнішнього навантаження, приймається по табл. 36 [5] :

φls1 = φls2 = 1,1; φls3 = 0,8.

Коефіцієнт φm визначається за формулою:

тут Мr – нормативне значення згинального моменту від відповідного навантаження, а саме : Мr1 = 67,06 (кН· м), Мr2 = Мr3 = 41,35 (кН· м).

Пружнопластичний момент опору поперечного перетину відносно нижньої грані визначається за формулою Wp1 = γ · Wred,

де γ = 1,75 –для таврового перерізу з поличкою в стиснутій зоні бетону.

Момент опору приведеного поперечного перерізу по нижній зоні Wred = Ired/Yo.

Для обчислення Ired і Yo визначаємо площу приведеного перерізу.

При α = Es / Eb = 20 · 104 / 23 · 103 = 8,7.

Ared =A+α·As=bf /hf /+ bf hf +b·(h–hf /- hf)+α·As=

117·3.8+119·3.8+31.2(22-3.8-3.8)+8.7·17.81=1500.2(см2).

Статичний момент приведеного перерізу відносно нижньої грані

S red = bf / · hf / ·(h – 0,5 · hf / )+ b·(h – hf /-hf)·0,5·h +bfhf· 0.5hf· α · As · a =

= 117·3.8·(22–0,5·3.8)+31.2 (22–3.8-3.8)·0,5·22+ 119·3.8·0.5·3.8+8.7·17.81·2= =13903.3 (см3).

Відстань від нижньої грані до центра ваги приведеного перерізу:

Yo = S red / A red = 13903.3 / 1500.2 = 9.27(cм).

Момент інерції приведеного перерізу відносно його центра ваги

Ired = bf / · (hf /)3 / 12 +bf / · hf / · (h – 0,5 · hf / – yo)2 + b · (h – hf /-hf)3 / 12 +

+b ·(h – hf /-hf) · (0,5 · h– yo)2+ bf · (hf )3 / 12 +bf · hf · (yo – 0,5 · hf )2 +

+ α · As · (yo – a)2 = 117 ·3.83 / 12 + 117 ·3.8  (22 – 0,5 ·3.8 – 9.27)2+31.2 · (22 – - 3.8-3.8)3 / 12 + 31.2 · (22 – 3.8-3.8) · (22/2 –9.27)2 +119 ·3.83 / 12 + 119 ·3.8 х х (9.27 – 0,5 ·3.8)2+ 8.7·17.81·(9.27 –2)2 = 95065 (см4).

Обчислюємо :

Wred = 95065 / 9.27 = 10255 (см3);

Wp1 = 1,75 ·10255 = 17946.5 (см3);

φm1 = 1,15 · (100) · 17946.5 / 72.18 · 105 = 0,29;

φm2 = φm3 = 1,15· (100) ·17946.5/ 46.6 · 105 = 0,44;

ψs1 = 1,25 – 1,1· 0,29 = 0.931, приймаємо ψs1 = 0.931;

ψs2 = 1,25 – 1,1· 0,44 = 0,766, приймаємо ψs1 = 0.766;

ψs3 = 1,25 – 0,8 · 0,44 = 0.898 ,приймаємо ψs3 = 0.898

Для спрощення подальшого розрахунку, без суттєвої похибки і її впливу на точність результатів, наближено приймаємо висоту стиснутої зони бетону рівної товщині полички, тобто x = h f / = 3.8 (см),

тоді z = ho – 0,5 · h‘f =19 – 0,5 ·3.8 = 17.1 (см).

Обчислюємо:

(l/r)1=(67.06 · 105 · 0.931) / (17.1 · 17.81 · 20 · 106 · (19 –3.8))= 6.7 · 10-5 (1/см);

(l/r)2=(41.35 · 105 · 0,766)/ (17.1 · 17.81 · 20 · 106 · (19 –3.8))=3.8 · 10-5 (1/см);

(l/r)3=(41.35 · 105 · 0.898) / (17.1 · 17.81 · 20 · 106 · (19 –3.8))=4.01 · 10-5 (1/см);

(l/r)=(6,70 – 3.80 + 4.01) · 10-5 = 6.91 · 10-5 (1/см).

Кінцевий прогин плити в середині її прольоту:

f=5 / 48 · 5842 · 6.91 · 10-5 = 2.45(см) < [f] = 2,5 (см),

тобто жорсткість плити достатня.

Кінцевий прогин плити в середині її прольоту:

f=5 / 48 · 5842 · 6,87 · 10-5 = 2.44(см) < [f] = 2,5 (см),

тобто жорсткість плити достатня.

2.6.Розрахунок фундаменту

Розрахунок ширини подушки стрічкового фундаменту під внутрішню несучу цегляну стіну проектованого житлового будинку, розрахунок і конструювання подушки стрічкового фундаменту за матеріалом. Фундаменти - підземні конструкції, що передають навантаження від будівлі на грунт.

Збірні стрічкові фундаменти складаються з плит-подушок, що укладаються в основу фундаментів і стінових блоків, які є стінами підземної частини будівлі.

Глибина закладення фундаменту будівлі встановлюється в залежності від властивостей і характеру нашарувань грунтів, рівня грунтових вод з урахуванням його коливань в процесі будівництва та експлуатації споруди, величини і характеру діючих на основу навантажень, глибини закладення підземних комунікацій і фундаментів під машини й устаткування, кліматичних особливостей району будівництва. Прийнята глибина закладення фундаменту повинна бути достатньою для забезпечення стійкості підстави і виключення можливості пученія грунту при його промерзанні і опади при відтаванні. У непучиністих грунтах при заляганні рівня грунтових вод на значній відстані від поверхні землі допускається закладати підошву фундаменту вище глибини промерзання грунту. Розміри підошви фундаменту визначають, виходячи з умови, щоб середній тиск на підставу не перевищувало розрахункового тиску, величина якого залежить від виду і властивостей грунту, глибини закладення фундаменту, конструктивних особливостей споруди. При призначенні розмірів підошви фундаменту враховують граничні величини вертикальних деформацій-осад і підйомів, при яких ще забезпечується необхідна міцність надфундаментних конструкцій і відповідність будівлі технологічним або архітектурним вимогам. При дії значних горизонтальних навантажень в тому числі сейсмічних, а також у разі водонасичених глинистих і заторфованих грунтів повинна бути забезпечена стійкість підстави.

2.6.1.Визначення відмітки підошви фундаменту

Глибина промерзання грунту у смт. Рожнятів становить 0,8 м

ПОЗ (проектна відмітка землі): - 0,850 м

Розрахункова ОПФ (відмітка підошви фундаменту):

-3,090 м + (-0,8 м) = -3,89 м

Висота фундаменту: Нф = ОПФ - h перекритття. 1 поверху = 3,89 м - 0,28 м = 3,61 м

Підбір елементів збірного залізобетонного стрічкового фундаменту під зовнішні несучі стіни:

2.6.2.Визначення кількості фундаментних блоків по висоті

ОПФ - h перекриття. 1 поверху - h фл = 3,61 - 0,28-0,3 = 3,03 м, отже, виходить 4 фундаментних блоку марки ФБС 24.5.6 (2380х500х580)

Мал.3. Схема фундаменту

2.6.3.Визначення ширини подушки

Для розрахунку стрічкових фундаментів умовно вирізається 1 метр довжини фундаменту, проводиться збір навантажень і перебувати ширина подушки b. Формула для визначення площі підошви окремого фундаменту:

b = Nser / (R-γmd1).

2.6.4.Збір навантажень

2.6.4.1.Розрахунок навантаження на 1м ² покрівлі

Сніговий район IV, S = 2,4 кПа

μ = (60-30) / 35 = 0,857 - коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву грунту до снігового навантаження на покритті

Таблиця № 7

№ з / п	Навантаження	Нормативна навантаження, кПа	γf	Розрахункове навантаження, кПа
1.Постоянное навантаження
1	Покриття Техноеласт TITAN-TOP p = 5,5 кг / м ²	0,2	1,3	0,247
2	Покриття Техноеласт TITAN-BASE p = 4,5 кг / м ²	0,2	1,3	0,247
3	Цементна стяжка t = 10мм; 510н / м ²	0,51	1,3	0,69
4	Ребриста плита	2,0	1,1	2,09
	Разом постійна:	2,916		3,213
2.Временние навантаження
1	Снігове навантаження	1,68	-	2,4
	Разом повна:	4,208		5,613

q покрівлі = 5,613 кПа

2.6.4.2.Розрахунок навантаження на 1м ² плити покриття

Таблиця № 8

№ з / п	Навантаження	Підрахунок	Нормативна навантаження, кПа	γf	Розрахункове навантаження, кПа
1.Постоянное навантаження
1	Плита мініраловатная		0,4	1,2	0,456
2	Пароізоляція	-	0,03	1,3	0,04
3	Пустотна плита ПК	-	3,2	1,1	3,52
Разом			3,63		4,012
2.Временние навантаження
1	Навантаження на плиту	S = (Sg * μ * 0,7) / 0.86	0,7	1,2	0,84
Всього			4,38		4,85

q покриття = 4,85 кПа

Мал.4. Схема збору навантажень на плиту горищну

2.6.4.3.Розрахунок навантаження на 1м ² плити перекриття

Таблиця № 9

№ з / п	Навантаження	Підрахунок		Нормативна навантаження, кПа		γf		Розрахункове навантаження, кПа
1.Постоянное навантаження
1	Лінолеум	0,06 * 8		0,48		1,1		0,52
2	Гібсоволокністая плита			1,49		1,1		1,63
3	Звукоізоляційні прокладки	0,01 * 5		0,05		1,1		0,055
4	Пустотна плита ПК	-		3,2		1,1		3,52
Разом					4,79				5,26
2.Временние навантаження
1	Навантаження на перекриття СНиП 2.01.07-85	S = (Sg * μ * 0,7) / 0.86		4,0		1,2		4,8
Всього					8,79				10,06

q перекриття = 10,06 кПа

Мал.5. Схема навантажень на плиту перекриття

2.6.5.Розрахунок навантаження на 1м довжини фундаменту

Мал.6. Схема збору навантажень на 1м довжини фундаменту

Таблиця № 10

Найменування навантажень	Підрахунок	Величина, кПа
qкровлі	5,613 * ((4,6 * 0,5) +1,17)	19,47
qпокритія	4,85 * 4,6 * 0,5	11,15
Qперекритія * 9 поверхів	10,06 * 9 * 4,6 * 0,5	207
Цегляна стіна	0,51 * 27,3 * 17	236,69

N = 474,31 кПа

Nser = N / 1,2 = 395,25 кН / м

Для розрахунку фундаменту визначена визначена сервісна навантаження, що припадає на один метр довжини верхнього обріза фундаменту. Геологічні умови: 0,2 метра - рослинний шар, далі шар маловологі дрібного піску Грунтові води розташовані на глибині 4,0 м від планувальної відмітки. Район будівництва м. Кемерово. Підлогу першого поверху розташований по утепленим цокольним перекриттям.

2.6.6.Визначення необхідної ширини подушки фундаменту

b = Nser / (R0-γmd1) = 395,25 / (300-20 * 1,2) = 1,43 м. Призначення ширини подушки b = 1,4 м. Ширина подушки може змінитися при подальшому розрахунку.

2.6.7.Визначення розрахункового опору R

Так як будівля з підвалом db = 2,83:

R = ((γс1 * γс2) / k) * (Mγ kz b γII + Mq d1 γII + (Mq-1) dbγII + Mc cII) =

= ((1,3 * 1,1 / 1,1) * (1,15 * 1,0 * 1,0 * 18 +5,59 * 1,4 * 1,8 + (5,59-1) * 18 * 2,83 +7,95 * 1,0) = 286,94 кПа

2.6.8.Уточнення ширини подушки стрічкового фундаменту

b = Nser / (R0-γmd1) = 395,25 / (286,94-20 * 2,83) = 1,19 м

Прийнята ширина подушки фундаменту b = 3,2 м, і так як ширина подушки змінилася, уточнюється величина розрахункового опору грунту R, підставлена ​​в формулу зміни ширини подушки;

R = 289,56 кПа.

2.6.9.Перевірка підібраною ширини подушки фундаменту

p = Nser / b + γmd1 = 395,25 / 1,6 +20 * 2,83 = 303,63 кПа

Висновок. Середній тиск під підошвою фундаменту менше розрахункового опору грунту. Прийнята ширина фундаментної подушки b = 3,2 м достатня.

2.6.10.Визначення питомої зчеплення і кута внутрішнього тертя

CII = 1,0 КПа; γII = 30 ° (таблиця 11.5 Підручник Будівельні конструкції сіткою)

Визначення коефіцієнта γс1 = 1,3; γс2 = 1,1 (таблиця 11.9 Підручник Будівельні конструкції сіткою)

Визначення коефіцієнта Mγ = 1,15; Mq = 5,59; Mc = 7,95 (таблиця 11.10 Підручник Будівельні конструкції сіткою)

Значення коефіцієнта k = 1,1, також як характеристики грунту (с, φ) визначені за таблицею, а не за результатами безпосереднього дослідження грунту.

Коефіцієнт kz = 1,0, так як ширина фундаменту b <10 м.

Питома вага грунту вище і нижче підошви фундаменту γII = γII = 18,0 кН/м³.

2.6.11.Навантаження з урахуванням коефіцієнта надійності по відповідності γn

N = 474,31 * 0,95 = 450,59 кН / м.

2.6.12.Відсіч грунту p

p = N / b = 474,31 / 1,6 = 296,44 кПа.

2.6.13. Довжина консольної ділянки фундаменту

l1 = (b-b1) / 2 = (1,6-1,19) / 2 = 0,2 м

2.6.14.Визначення поперечної сили, що припадає на метр довжини фундаменту

Q = pl1 * 1,0 м = 296,44 * 0,2 * 1 = 59,28 кН

2.6.15.Згинальний момент, діючий по краю фундаментного блоку

M = Q * (l1 / 2) = 59,28 * (0,2 / 2) = 5,92 кН * м

2.6.16.Визначення необхідної площі арматури подушки

As = M / (0,9 h0Rs) = 592 / (0,9 * 26 * 36,5) = 0,7 см ²

h0 = ha = 30-4 = 26 см;

Rs = 36,5 кН / см ² (арматура класу A-III), крок робочих стержнів 190 мм. ; На 1 м довжини фундаменту припадати 6 стрижнів діаметра 8 мм, As = 3,06 см ²

2.6.17. Перевірка міцності подушки на дію поперечної сили

Q ≤ φb3 (1 + φn) Rbtγb2bh0, де b = 100см - смуга фундаменту довжиною в 1 м; Q = 59,28 кН <0,6 * (1 +0) * 0,075 * 1 * 100 * 27 = 121,5 кН - умова міцності виконується, міцність забезпечена.

Висновок: Фундаментна подушка армується арматурної сіткою в якій робоча арматура прийнята діаметра 8 мм, A-III, крок 190 мм. Конструктивна арматура прийнята діаметром 6 мм B-II.

2.6.18.Визначення діаметра підйомних петель

Монтажні петлі закладаються в бетон, виготовляють з гладкою круглої сталі класу AI. Діаметр стрижня визначають розрахунком петлі на розрив і висмикування з бетону.

Розрахункове навантаження від власної ваги подушки g = V * ρ * Kg = 0,7 * 2500 * 1,5 = 2625

Kg - коефіцієнтом динамічності

Навантаження на одну петлю, з урахуванням перекосу або обриву однієї петлі N = g / 3 = 870 кН

Прийнято 4 монтажні петлі діаметром 12 мм (арматура класу AI) As = 1,131 см ²

Довжина однієї петлі в l = (l1 + l2) * 2 + l3 = (290 +32) * 2 +94 = 738 мм.

2.7. Вибір баштового крана:

Основними параметрами монтажних баштових кранів є:

Q - вантажопідйомність

Н _кр - висота підйому гака

ℓ _ст - виліт стріли

Маса монтируемого елемента

Q = Q ₁ + Q _2,

де Q ₁ - маса елемента

Q ₂ - маса строп

ℓ _ст = а / 2 + в + з

де а - ширина кранового шляху по-відстань від кранового шляху до будівлі.

с - відстань від центру точки монтируемого елемента виступаючої частин будівлі.

Н _кр = h ₀ + h _з + h _е. + h _з

де h ₀ - перевищення опори монтируемого елемента над рівнем стоянки крана

h _{з-запас} по висоті (не менше 0,5 м); м.

h _{ел-висота} елемента в монтується положенні; м.

h _{стр-висота} стропування у робочому положенні від верху монтируемого елемента до низу гака;

Розрахунок:

Н _кр = 14,9 +0,5 +0,7 +6 = 22,1 м.

ℓ _ст = 4,5 / 2 +8,5 +18,5 = 29,25 м;

Q = 5703 +100 = 5803 кг.

За довідником підбираємо кран баштовий марки КБ-100.1

Вантажопідйомність - 8 т

Довжина стріли - 20 м.

Висота підйому - 41 м..

Допустима швидкість вітру - 17 м / с.

Потужність - 38,5 кВт.

Колія х база - 4,5 х4, 5 м.