Расчетно-конструктивный раздел. 
Разработка проекта строительства трехэтажного жилого дома

Расчет монолитного участка

Монолитный участок запроектирован в чердачном перекрытии с отверстием для выхода на чердак. Участок в виде ребристой плиты перекрытия ребрами вверх. Длина плиты 2380 мм, ширина — 1510 мм, отверстие 1010×1010 мм. Бетон класса В15.

Рисунок 2.1 — Монолитный участок Таблица 2.1 — Сбор нагрузки на чердачное перекрытие, кН/м2.

Расчетная нагрузка =4,81 кН/м2×1=4,81, кН/м2, при гn=1 — коэффициент надежности по назначению.

Полка армируется сеткой, рабочая арматура сетки рассчитывается как для балочной системы шириной 1 м.

Определяем максимальный момент, действующий в полке сечения:

кНм, (2.1).

где — расчетный пролет;

мм, — ширина ребра;

мм;

— принимать из табл. 2.1;

кНм.

В качестве рабочей арматуры применяем арматуру класса А400.

Определение требуемой площади арматуры As в полке производим как для прямоугольного сечения.

Определим коэффициент :

где =0,9 — коэффициент условия работы;

=1 м — ширина участка;

МПа, — расчетное сопротивление бетона сжатию;

мм, — рабочая высота сечения;

где =15 мм — толщина защитного слоя.

о=0,02, з=0,99, оR=0,652,.

0,02<0,652, условие выполняется, разрушение произойдет по растянутой зоне бетона.

Площадь рабочей арматуры:

м2, (2.3).

м2.

Подбираем арматуру класса А400 — 10 мм с шагом стержней 250 мм. (4 стержня на 1 м элемента с площадью см2).

Монтажную арматуру подбираем из условия свариваемости — 3 В500 с шагом 200 мм.

Маркируем сетку: .

Установка поперечной арматуры в полке не требуется, в связи с незначительной толщиной полки (менее 150 мм).

Определение расчетных усилий.

Опирание ребер на кирпичную стену считается шарнирным.

Расчетная длина элемента равна:

мм, (2.4).

где — глубина опирания монолитного участка на стену.

мм, Расчетная погонная нагрузка:

кН/м, (2.5).

где — полная расчетная нагрузка;

— ширина грузовой площади полки,.

кН/м,.

м, (2.6).

м;

кН/м, (2.7).

кН/м,.

Определяем максимальный момент и поперечную силу:

кН· м, (2.8).

кН· м,.

кН, (2.9).

кН.

Расчет прочности нормальных сечений.

Определение площади арматуры As в полке производим как для прямоугольного сечения.

Определим коэффициент А0:

.

где — коэффициент условия работы;

м, — ширина участка, равная ширине ребра;

МПа, — расчетное сопротивление бетона сжатию;

мм, — рабочая высота сечения;

где =15 мм — толщина защитного слоя.

о=0,03, з=0,985, оR=0,652.

0,03<0,652, условие выполняется, разрушение произойдет по растянутой зоне бетона.

Площадь рабочей арматуры:

м2.

Подбираем 4 стержня -12 А400 с площадью см2.

Поперечную арматуру принимаем из условия свариваемости -6 А240.

Расчет прочности наклонных сечений Из конструктивных соображений шаг поперечной арматуры принимаем на приопорном участке с шагом 150 мм, в середине пролета с шагом 250 мм.

Проверяем несущую способность поперечной арматуры расчетом на прочность по наклонным сечениям. Усилие, которое может воспринять поперечная арматура в сечении равно:

кН/м, (2.10).

где, МПа, — расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры;

см2, — площадь сечения одного поперечного стержня;

— количество каркасов в одном ребре;

мм — шаг стержней на приопорном участке,.

кН/м.

Находим длину проекции наклонной трещины:

; м, (2.11).

м, где цb2=2 -коэффициент, зависящий от вида бетона;

цn=0 — коэффициент, учитывающий наличие силы предварительного обжатия в преднапряженных конструкциях, монолитные участки выполняются без предварительного натяжения арматуры;

цf=0 — учитывает форму таврового сечения, в монолитных участках, в данном случае не учитывается, т.к. сечение прямоугольной формы.

Определяем долю поперечной силы Qb, приходящейся на бетон, при этом если с>2•h0, то принимаем с0=2•h0=0,41 м, т.к. в сечении 2 ребра, то поперечную силу уменьшаем в два раза.

кН, (2.12).

Т.к. полученный результат отрицательный, то можно предположить, что принятого поперечного армирования достаточно для восприятия поперечной силы от действующей нагрузки.

Расчет по второй группе предельных состояний Проверяем условие образования трещин Мn? Мcrc.

кН/м. (2.13).

кН/м,.

кН· м, (2.14).

кН· м.

Момент образования трещин равен:

(2.15).

где — момент от предварительного напряжения ж/б элемента, в монолитных участках он отсутствует, кПа.

Для определения пластического момента сопротивления сечения находим:

м4, (2.16).

где — момент инерции бетонного сечения;

м4,.

см2 (2.17).

где — площадь приведенного сечения,.

см2,.

где — коэффициент приведения;

м3, (2.19).

где — приведенный статический момент сечения относительно нижней грани; а = 0,015 м,.

м3,.

м, (2.20).

м,.

м, (2.21).

м,.

(2.22).

м,.

(2.23).

; (2.24).

.

м3, (2.25).

где — приведенный момент сопротивления,.

м3, (2.26).

где — пластический момент сопротивления,.

Момент трещинообразования равен:

>

Условие выполняется, проверка по ширине раскрытия трещин не требуется.

Расчет по деформациям Расчет по деформациям выполняем на участках, где в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси элемента трещины, кривизна изгибаемых элементов прямоугольного сечения должна определяться:

где — кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки;

— кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

— кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Кривизна от каждого вида определяется:

; (2.28).

Для определения кривизны используем момент от полной нагрузки кН· м, от постоянной и длительной временной .

м, (2.29).

где h0=0,205 м;

Шs=1;

Шb=0,9 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами;

цf=0 — для прямоугольной формы сечения;

о=0,369 — относительная высота сжатой зоны бетона;

х=0,15 — коэффициент, характеризующий упругопластическое состояние бетона сжатой зоны для ;

х=0,45 -для .

.

(2,67+2,15+5,6)•10−3=10,42•10−3 м.

Полный прогиб:

м. (2.30).

Допустимый прогиб:

м. (2.31).

0,0053<0,0148, условие выполняется.

Расчет фундаментов

Расчет фундаментов выполняем по двум сечениям:

Сечение 1−1 — по наружной несущей стене по оси А;

Сечение 2−2 — по внутренней несущей стене по оси Б.

Снеговая нагрузка:

• S =S· м
• S =2,4· 1 = 2,4 кН/м2

S=S.

S =2,4 = 1,68 кН/м2.

где м=1 для кровли с уклоном 25?.

Нагрузка от покрытия и перекрытий:

N= (7,11+7,49· 2+4,44+2,65) · 3,15=91,92 кН/м.

N= (6,48+6,82· 2+4,02+1,92) · 3,15=82,09 кН/м Нагрузка от стены:

N =9,87· 0,78·18·0,95·1,1=94,68 кН/м Нагрузка от фундамента:

N =2,4· 0,6·25·0,95·1,1=37,62 кН/м Итого N=91,92+94,68+37,62=224,22 кН/м.

Рисунок 2.2 — Сечение 1−1.

Несущий слой — супесь (скважина 1).

=1,0; =1,0;, , ;

k = 1; ;

Примем b=0,6 м.

b=N/R=224,22/360,61=0,6 м Окончательно принимаем b=0,6 м.

Рисунок 2.3 — Сечение 2−2.

Нагрузка от покрытия и перекрытий:

N=(7,11+7,49· 2+4,44+2,65)·6,3=183,84 кН/м.

N=(6,48+6,82· 2+4,02+1,92)·6,3=164,18 кН/м Нагрузка от стены:

N=9,32· 0,38·18·0,95·1,1=66,62 кН/м Нагрузка от фундамента.

N=2,4· 0,4·25·0,95·1,1=25,08 кН/м Итого N=183,84+164,18+66,62+25,08=439,72 кН/м Несущий слой — супесь (скважина 1).

=1,0; =1,0;, , ;

k = 1; ;

Примем b=1,2 м.

b=N/R=439,72/372,37=1,18 м Окончательно принимаем b=1,2 м.