Расчет железобетонных конструкций жилого дома

ВВЕДЕНИЕ

Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры, работающих совместно, благодаря сцеплению, возникающему между ними. Бетон — искусственный каменный материал, хорошо сопротивляется сжатию, а на растяжение работает в 15…20 раз слабее. Для повышения прочности бетона применяют арматуру, которая обладает значительно более высокой прочностью на растяжение и позволяет существенно повысить несущую способность строительных конструкций.

Основные достоинства бетона — высокая прочность, долговечность, огнестойкость, стойкость против атмосферных воздействий, возможность использования местных строительных материалов, простота формообразования, небольшие эксплуатационные расходы.

К недостаткам железобетона следует отнести большую плотность, высокую теплои звукопроводность, появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий. Для снижения плотности и теплопроводности железобетона следует использовать легкие пористые заполнители, при этом массу конструкции можно уменьшить, применяя тонкостенные и пустотелые конструкции. Специальная технологическая обработка с помощью пропаривания, вакуумирования повышает трещиностойкость железобетона.

Бетон должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для защиты арматуры от коррозии. Сцепление арматуры с бетоном — наиболее важное свойство железобетона, так как оно служит основой работы материалов, входящих в состав железобетона, прочностные и деформативные свойства конструктивных элементов.

Надежное сцепление арматуры с бетоном обеспечивается склеиванием геля с арматурой, трением, вызванным давлением от усадки бетона, зацеплением за бетон выступов и неровностей на поверхности арматуры.

Главенствующую роль для надежного сцепления арматуры с бетоном играют выступы и неровности на поверхности арматуры. При создании периодического профиля арматуры возрастает примерно в два раза.

1. Архитектурно — конструктивное решение здания В соответствии с заданием и паспортом запроектирован 2-ух этажный жилой дом в г. п. Ветка Гомельской области. Высота этажа 2.8 м. Размер здания в осях 38.400?14.400м. В здании предусмотрен подвал. Климатический район строительстваII-В.

Здание запроектировано с поперечными несущими стенами. Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается перевязкой вертикальных швов между кирпичами, армированием углов и мест примыкания внутренних стен к наружным и анкеровкой плит перекрытия со стеной (Г-образный анкер) и между собой (линейный анкер).

В проекте применены ленточные фундаменты. Глубина заложения фундамента 3 м. По долговечности здание относится к II степени, т. к. его конструктивные элементы рассчитаны на срок службы не менее 50 лет.

По огнестойкости в соответствии с СНБ 2.02.01−98 здание относится к III степени.

Класс ответственности зданияII степени по СНиП 2.01.07−85.

Здание размещается на участке со спокойным рельефом, характеризующийся горизонталями 108.5−110,0.

В основании залегает грунт — песок мелкий=0,5; г_II^'= г_II=19,8кН/м³; ц_II=29°.

Уровень грунтовых вод находится на отметке -3,5 м от дневной поверхности.

фундамент здание этаж кровля

2. Сбор нагрузок

2.1 Сбор нагрузки на 1 м² чердачного перекрытия Таблица 1

2.2 Сбор нагрузки на 1 м² междуэтажного перекрытия Таблица 2

2.3 Сбор нагрузки на 1 м²перектытия первого этажа

2.4 Сбор нагрузки на 1 м² покрытия в подвале

2.5 Сбор нагрузки на 1 м² покрытия кровли

3. Расчет многопустотной плиты перекрытия Исходные данные:

Рассчитать и сконструировать многопустотную плиту перекрытия марки ПТМ 36.12−8. Панель опирается на несущие кирпичные стены, здания — жилой дом. Расчетная равномерно распределенная нагрузка q=7.265 кН/м². Панели выполнены из бетона классаС20/25. Армируется стержневой продольной арматуройкласса S500, поперечной класса S400.

3.1 поперечное сечение плиты, схема армирования

— Поперечное сечение плиты, схема армирования

1- сетка, 2- продольная арматура

3.2 Определяем усилие возникающие в плите от расчётных и нормативных нагрузок

— Конструктивная длина панели L_k=L-0.02м, L_k=3300−20=3280мм=3.28м

— Расчетная длина панели L₀=L_k-b/2-b/2= 3280−180= 3100мм= 3.1м.

b=180мм

L=3300мм

L₀=3100мм

L_k=3280мм Панель перекрытия рассчитывается как однопролетное свободнолежащая на опорах балка, загруженная нагрузкой от собственного веса, веса конструкции пола или покрытия и временной нагрузкой. Расчетное значение изгибающих моментов M_sdи поперечных сил V_sdопределяют по формулам:

M_sd=(q?L₀²/8)?B?г_n=(7.265?3.1²/8)?1.2?1.5=15.709кНм;

V_sd=(q?L₀/2)?B?г_n=(7.265?3.½)?1.2?1.5=20.269кНм;

3.3 Определяем геометрические характеристики

— Определяем геометрические характеристики сечения. Сечение многопустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому профилю. Круглые отверстия заменяют квадратными с той же площадью, моментом инерции и положением центра тяжести.

— Высота эквивалентного квадрата h₁=0,9•d. d=159 мм. Бетон растянутой зоны в работе не участвует.

h₁=0.9•159=143.1мм=0.1431м

— Определяем высоту сжатой полки панели по формуле

h'_?=220-h₁/2=220−143.½=38.45мм=0.3 845м

— Проверяем условие >0,1; Если условие выполняется, то в расчет вводится вся ширина полки b’f.

38.45/220>0.1 0.17>0.1

— Определяем расчетную ширину ребра b = b'_f — n• h_1, где n — количество пустот, определяемое по формуле

n=B/200

b = b'_f — n• h₁=1160−6•143.1=301.4мм=0.3014м

n=B/200=1200/200=6

— Определяемрабочую высоту сечения d=h-c, с — защитный слой бетона 20 мм.

d=h-c=220−20=200мм=0.2м

3.4 Определяем характеристики прочности бетона и арматуры Определяем необходимые характеристики для бетона по СНБ 5.03.01−02

— Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию = 20МПа

— Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению =1.5МПа

— Коэффициент безопасности по бетону =1.5

— Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию=20/1.5=13.3МПа

— Расчётное сопротивление бетона осевому растяжению==1.5/1.5=1МПа

— Модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости СЖ2=39ГПа Определяем необходимые характеристики арматуры

— Для продольной ненапрягаемой арматуры нормативное сопротивление =417МПа

— 0.9500/0.8=562.5 МПа

— Для поперечной арматуры расчётное сопротивление =333МПа для сварного каркаса из проволочной арматуры

— Модуль упругости арматуры всех классов Е_S=200•10³ МПа.

3.5 Расчет плиты по нормальным сечениям

— Определяем положение нейтральной оси и проверяем условие:

М_sd? М^?? =?_cd•б? b^?? • h^???(d-0.5 h^???)=13.3· 10⁶·1·1.16·38.45·10^-3·(0.2−0.5·0.3 845)=107.48кН·м;

М_sd=15.709кНм? М^??=107.48кНм;

где б=1, коэффициент для бетона класса С⁵⁰/₆₀ и ниже

— Т. кМ_sd=15.709кНм? М ^??=107.48кНм, то нейтральная ось проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное.(по деформационной модели).

— Определяем значение коэффициента б_m, полагают что b= b^??=1.16м.

б_m= Мsd / б?

fcd•b•d²=15.709· 10³/1·13.3·10⁶·1.16·0.2²=15.709·10³/0.61 712·10⁶=0.025;

— Определяем значение коэффициента о по формуле:

о=1-?1−2 б_m=1-v1−2· 0.025=0.03;

— Определяем придельное значение коэффициента о_limпо формуле:

о_lim=е_cu/е_cu+е_sy=3.5/3.5+2.02=0.63;

где е_cu=3.5‰-предельная относительная величина деформации бетона, е_sy=f_yd / E_s =417· 10⁶/2.06·10⁵=2.02‰

о<�о_lim; 0.03<0.63;

— Определяем придельное значение коэффициента б_m, limпо формуле:

б_m, lim = щ_c•о_lim(1- k₂•о_lim)=0.74· 0.63·(1−0.81·0.63)=0.22

где щ_с= 0,85−0,008• fcd=0.85−0.008· 13.3=0.74;

k₂=0.81 для тяжелого бетона.

б_m<�б_m, lim; 0.025<0.22;

— Определяем значение коэффициента Ю по формуле:

Ю=0.5+?0.25-?_2· б_m/щ_с=0.5+v0.25−0.81·0.025/0.74=0.97

— Определяем площадь сечения арматуры:

А_s=M_sd/Ю· f_yd·d=15.709·10³/0.97·417·10⁶·0.2=15.709·10³/81.084·10⁶=0.194м²=1.94см²

По сортаменту подбираем диаметр и количество стержней Принимаем 5 стержней диаметром 7 мм. A_s=1.92см² ;

— Выполняем проверку правильности подбора арматуры.

Определяем коэффициент о по формуле:

о=А_s•?_yd/ б? fcd? b?d=1.92· 10^-

⁴· 417·10⁶/1·13.3·10⁶·1.16·0.2=800.64·10²/3.0856·10⁶=0.026

Опрелеляем коэффициент б_mпо формуле:

б_m= о (1-о/2)=0.026· (1−0.026/2)=0.0257;

Определяем несущую способность M_rdпо формуле:

М_Rd=б_m•б? fcd? b?d²=0.0257· 1·13.3·10⁶·1.16·0.2²=15.859кНм.

Mrd=15.859кНм? M_sd=15.709кНм.

Несущая способность обеспечена.

— Армирование производится сеткой С1, в которой продольные стержни являются рабочей арматурой принятой по расчету по нормальным сечениям (по деформационной модели). Продольные стержни расположены по всей длине плиты, общее количество которых составляет 4 стержня диаметром 9 мм, площадью А_s=2.54см², с шагом S=370мм.

Поперечные стержни сетки принимаем 11 стержней диаметром 9 мм, с шагом S=321мм, класс арматуры S500

3.6 Расчет прочности по наклоннымсечениям

1. Для поперечного армирования принимаем конструктивно короткие каркасы, устанавливаемые в приопорных четвертях пролета панели = 0,25L. Каркасы устанавливаются в крайних ребрах и далее через 2−3 пустоты.

L=0.25?3.3=0.825м.

1.1 Примаем поперечную арматура: 12 стержней диаметром 8 мм, класс арматкрыS500, с шагом S=75мм., А_sw=6.04см²

1.2 Принимаем продольную арматуру: 5 стержней диаметром 8 мм, класс арматуры S500, с шагом 230 мм, A_s=2.51, с выпуском арматуры 120 мм.

3.7 Обеспечение прочности по наклонной трещине

1. Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

2.

= 2· 1.5·1·10⁶·1.16·0.2²/0.5·20.269·10³=13.7м Где; .

3. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном

=2· 1.5·1·1.16·0.04/13.7=10.16кН;

4. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка

=333· 10⁶·6.04·10^-4/0.075=2681.76кН;

=6.04см² — площадь поперечного сечения поперечной арматуры для одного приопорного участка.

S=75мм — шаг стержней приопорного участка;

5. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

= 0.228м

6. Определяемпоперечнуюсилувоспринимаемуюхомутами

=2681.76· 0.228=611.44кН;

7. Определяем поперечное усилие воспринимаемое сечением

= 10.16+611.44=621.6кН;

20.269кН==621.6кН;

Прочность обеспечена.

3.8 Расчет прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами

1.Определяем коэффициент по формуле

=1−0.01· 13.33=0.87

2. Определяем коэффициент по формуле

;

=1+5· 0.513·69.43·10^-4=1<1.3;

Где =0.513

=6.04· 10^-4/1.16·0.075=69.43·10^-4

3. Находим максимальное поперечное усилие, воспринимаемое наклоным сечениям

4.

=0.3· 1·0.87·13.33·10⁶·1.16·0.2=807.16кН;

20.269кН==807.16кН Прочность обеспечена.

3.9 Проверка плиты на монтажное усилие Плита армируется 4 монтажными петлями расположеными на растоянии 365 мм от торцов панели.

1. Определяем изгибающий момент с учетом пластических деформаций

=6.2475· 0.365/2=0.416кН;

2. Определяем коэффициент

0.416•10³/1•13.3•10⁶•0.2²•1.16=0.67

3. Определяем коэффициент о:

=1-=0.67

4. Определяемкоэффициент:

==0.59;

Где 0.744

Проверяем условие

5. Определяем необходимое количество арматуры на восприятие отрицательного момента

A_s=0.013см²

Принимаем диаметр стержней монтажной арматуры 3 мм.

3.10 Расчет плиты на действие изгибающего момента возникающего при подъеме и монтаже

1. Определяем нагрузку от собственного веса плиты

=6.25•3.28=20.05кН;

2. Определяем усилие на петлю при условии передачи нагрузки от панели на 3 петли:

N=P/3=20.05/3=6.83кН;

3 Определяем площадь поперечного сечения одной петли из арматуры класса S240 по формуле

A_s=N/f_yd=6.83•10³/218•10⁶=0.313см²

Принимаем диаметр монтажной петли 7 мм, при классе арматуры S240 и A_s=0.385см²

Конструирование плиты перекрытия Многопустотная плита перекрытия запроектирована в соответствии с рабочими чертежами, утвержденными РУП «Стройтехнорм» от 03,09,2008 г.

Запроектирована плита ПТМ33.12.22−5.0, продольной и поперечной арматурой класса S500 и бетоном класса С16/20.

По таблице определяем сетку С1, которая принята для проектируемой плиты в количестве 1 штука. Данная сетка запроектирована из продольной рабочей арматуры O9 мм с шагом 370 мм; и поперечной арматуры O9 мм с шагом 321 мм. Также в этой таблице узнаём массу плиты и объем бетона.

Также по данной таблице конструктивно принимаем сетку С2, в количестве 2 штук, расположенных на приопорных участках в верхней части плиты. Данная сетка запроектирована из продольной арматуры O8 мм., с шагом 230 мм и поперечной арматуры O8мм, с шагом 75 мм.

Для поднятия и перемещения плиты выполняются 4 монтажные петли O7 мм. из арматуры класса S240. Петли выполняются на расстоянии 365 мм. от торцов плиты.

4. Расчет лестничного марш Исходные данные: Рассчитать и сконструировать железобетонный ребристый марш двухмаршевой лестницы жилого дома, марки ЛМ28.12.14−4. Ширина марша В = 1200 мм, длина L = 2820 мм, высота Н = 1400 мм. Высота этажа Н_эт = 2.8 м, ступени размером 1428 см. Масса лестничного марша равна 1,520 т, объем бетона 0,607 м³.

Длина горизонтальной проекции марша L₁ = мм. Угол наклона марша =25?. cos=0.906.

Уклон марша tg =H/L₁= 1400/2448 = 0,6

Временная нормативная нагрузка на лестничную клетку жилого дома pⁿ= 3,0 кПа, коэффициент надежности по нагрузке _f = 1,5.

Лестничный марш выполнен из бетона класса С20/25, продольная рабочая арматура лобового ребра класса S800, рабочая арматура плиты класса S400.

4.1 Определение прочностных характеристик материалов Для бетона класса С20/25:

— нормативное сопротивление бетона осевому сжатию f_ck =20 МПа и осевому растяжению f_ctk = 2.9 МПа;

— коэффициент безопасности по бетону _с = 1,5 (для железобетонных конструкций);

— расчетное сопротивление бетона осевому сжатию f_cd = f_ck/_с = 20/1,5 =13,3 МПа, осевому растяжению f_ctd = f_ctk / _с = 2.9/1,5 = 1.93 МПа;

— модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости Ж2=3910³ МПа.

Продольная рабочая арматура S800:

— расчетное сопротивление f_yd = 640 МПа.

Поперечная арматура класса S400:

— расчетное сопротивление f_yd = 367 МПа.

— расчетное сопротивление f_ywd = 290 МПа.

— модуль упругости арматуры E_s = 20 010³ МПа.

4.2 Определение нагрузок, действующих на марш Таблица 1. Сбор нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции марша

Расчетный пролет при длине площадки опирания с = 9 см.

L₀ = L — = 2820 -= 2622 — 60 = 2760 мм Расчетный пролет в горизонтальной проекции марша

l₀ = L₀ cos = 2760 0,906 = 2500,56 мм Расчетная нагрузка на 1 метр погонной длины марша

q₁ = q₁B = 9.88 1,2 = 11,856 кН/м Расчетный изгибающий момент в середине пролета марша

=12.507 кНм Расчетная поперечная сила на опоре

=18.13 кН

4.3 Определяем геометрические характеристики сечения Действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне Принимаем толщину защитного слоя с=25мм.

Определяем ширину ребра b = 2· (100+20)=240мм.

Определяем высоту ребраh’f=30мм.

Определяем расчетную ширину полки

b’f=b+12· h’f=240+12·30=600мм.

b’f=b+2· L₀/6=240+2·2332/61 017.3мм Принимаем наименьшее сечение b’f=600мм Определяем рабочую высоту сечения d=h-c=187−25=162мм.

4.4 Расчет прочности нормальных сечений

1. Определяем положение нейтральной оси и проверяем условие

M_sdM’f=;

M’f=1· 13.3·10⁶·0.6·0.03·(0.162—0.5·0.03)=35.2кН;

M_sd=12.507кНM'f=35.2кН;

Нейтральная ось проходит в полке сечения и элемент расчитывают как прямоугольник. Считаем что b=b'f.

2. Определяем значение коэффициента б_m

б_m= Мsd / б? fcd? b?d²=12.507/1· 13.3·10⁶·0.6·0.162²=0.059;

3. Определяем значение коэффициента о по формуле о=1-=1-=0.061;

4. Определяем придельное значение коэффициента о_limпо формуле о_lim=е_cu/е_cu+е_sy=3.5/3.5+3.11=0.53

где е_cu=3.5‰-предельная относительная величина деформации бетона, е_sy=f_yd / E_s =640· 10⁶/2.06·10⁵=3.11‰

о<�о_lim; 0.061<0.53;

5. Определяем придельное значение коэффициента б_m, limпо формуле б_m, lim = щ_c•о_lim(1- k₂•о_lim)=0.744· 0.53·(1−0.81·0.53)=0.23

где щ_с= 0,85−0,008• fcd=0.85−0.008· 13.3=0.744;

k₂=0.81 для тяжелого бетона.

б_m<�б_m, lim; 0.059<0.23;

6. Определяем значение коэффициента Ю по формуле Ю=0.5+=0.5+=0.93;

7. Определяем площадь сечения арматуры А_s=M_sd/Ю· f_yd·d=12.507·10³/0.93·640·10⁶·0.162=12.496·10³/96.422·10⁶=1.297см²

По сортаменту подбираем диаметр и количество стержней Принимаем 3 стержня диаметром 8 мм. A_s=1.51см² ;

8. Выполняем проверку правильности подбора арматуры:

— Определяем коэффициент о по формуле о=А_s•?_yd/ б? fcd? b?d=1.51· 10^-

⁴· 640·10⁶/1·13.3·10⁶·0.6·0.162=966.4·10²/1.29·10⁶=0.075

— Опрелеляем коэффициент б_mпо формуле б_m= о (1-о/2)=0.075· (1−0.075/2)=0.072;

— Определяем несущую способность M_rdпо формуле М_Rd=б_m•б? fcd? b?d²=0.072· 1·13.3·10⁶·0.6·0.162²=15.1кНм.

Mrd=15.1кНм? M_sd=12.496кНм.

Несущая способность обеспечена.

4.5 Расчет прочности лестничного марша по наклонному сечению Лестничный марш армируется рабочим каркасом Кр1 с поперечной арматурой класса S400, диаметром 4 мм, с шагом 200 мм.

1. Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

=2· 1.5·1.93·10⁶·0.6·0.162²/0.5·18.13·10³=10.1м

2. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном

= 2· 1.5·1.93·10⁶·0.6·0.162/10.1=9.03кН;

3. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка

=290· 10⁶·1.758·10^-4/0.2=254.91кН;

4. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

== 0.597м.

5. Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами

=254.91· 0.597=152.18кН;

6. Определяем поперечное усилие воспринимаемое сечением

= 9.03+152.18=161.21кН;

18.13кН==161.21кН;

Прочность обеспечена.

4.6 Расчет прочности лестничного марша по наклонной полосе между трещинами

1. Определяем коэффициент по формуле

=1−0.01· 13.33=0.87;

2. Определяем коэффициент по формуле

;

=1+5· 0.513·14.65·10^-4=1<1.3;

Где =0.513

=1.758· 10^-4/0.6·0.2=14.65·10^-4

3. Находим максимальное поперечное усилие, воспринимаемое наклоным сечениям

=0.3· 1·0.87·13.33·10⁶·0.6·0.162=337.41кН;

18.13кН==337.41кН Прочность обеспечена.

Таким образом плита лестничного марша армируется тремя продольными стержнями диаметром 8 мм, класс арматуры S800, и десятью поперечными стержнями диаметром 4 мм, класс S400.

4.7 Расчет прочности поперечных ребер Поперечные ребра армируются двумя плоскими каркасами в котором продольная растянутая арматура принята такой же как и в плите лестничного марша, продольная сжатая принята конструктивна;

Поперечные крайние стержни приняты диаметром 4 мм, класс арматуры S400. Поперечную арматуру необходимо рассчитать по наклонным сечениям, учитывая шаг напри опорном участке с шагом 90 мм, в середине пролета шаг 290 мм.

L_ребра=(1200−50)· 0.25=287.5мм.

Принимаем 9 стержней диаметром 4 мм.

Расчет прочности по наклоному сечению:

1. Определяем длину проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

=2· 1.5·1.93·10⁶·1.2·0.19²/0.5·18.79·10³=26.61м

2. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой бетоном

= 2· 1.5·1.93·10⁶·1.2·0.19/26.61=9.43кН

3. Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента для приопорного участка

=290· 10⁶·1.13·10^-4/0.09=364.1кН;

4. Определяем длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

== 0.830м.

5. Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами

=364.1· 0.83=302.2кН;

6. Определяем поперечное усилие воспринимаемое сечением

= 9.43+302.2=311.63кН;

18.79кН==311.63кН;

Прочность обеспечена Расчет прочности по наклонной полосе между трещинами:

1. Определяем коэффициент по формуле

=1−0.01· 13.33=0.87;

2. Определяем коэффициент по формуле

;

=1+5· 0.513·10.46·10^-4=1<1.3;

Где =0.513

=1.13· 10^-4/1.2·0.09=10.46·10^-4

3. Находим максимальное поперечное усилие, воспринимаемое наклоным сечениям

=0.3· 1·0.87·13.33·10⁶·1.2·0.19=791.45кН;

18.79кН==791.45кН

4.8 Конструирование лестничного марша Плита лестничного марша армируется пространственным каркасом КП1, состоящим из каркаса КР1 с продольной арматурой 8 мм. S400 с шагом 200 мм., принято по расчету. Поперечной арматурой4 мм. S500с шагом на приопорных участках 90 мм., в остальной части 200 мм., принято по расчету; из каркаса Кр2 с продольной арматурой 4 мм., S500 с шагом 200 мм., принято конструктивно, с поперечной арматурой 4 мм., S500 с шагом 200 мм., принято конструктивно; из каркаса Кр3 с продольной арматурой 4 мм., S400 и поперечной арматурой 4 мм., S500 с шагом 90 мм на при опорных участках 210 мм., принято конструктивно.

Плита лестничного марша армируется сеткой С1 из стержней 8 мм класса S800 с шагом 560 мм в продольном направлении и стержней 4 мм класса S400 шагом 200 мм в поперечном направлении, принято конструктивно.

Закладные детали приняты в соответствии с рабочими чертежами серии 1.151.1−6 «Марши лестничные железобетонные плоские для жилых зданий с высотой этажа 2.8 м. (выпуск 1)»

5. Расчет ленточного фундамента под внутреннюю стену Исходные данные: Рассчитать и запроектировать ленточные фундамент под внутреннюю стену по осиB, 2-ух этажного жилого дома. Марка фундамента ФЛ14.30−2. Кровля скатная, присутствует чердак, подвал с полом по грунту. Строительство осуществляется в городском поселкеВетка, уровень грунтовых вод на отметки 3.5 м от дневной поверхности. Глубина заложения фундамента 3 м. Грунт — песок мелкий, со следующими характеристиками:

ь Коэффициентпористости;

ь Удельное сцепление грунта C_n=2кПа;

ь Угол внутреннего трения ??_т=32°;

ь Модуль деформации Е=20МПа;

ь Удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента кН/м³;

ь Удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы фундамента кН/м³;

ь Полезная нагрузка на перекрытие жилого дома pⁿ=1.5МПа; (табл.3 СНиП 2.01.07−85)

Бетон, арматура класса S500.

5.1 Сбор нагрузки на фундамент Нагрузка от массы 1 м погонного стены от отметки -0.400, до отметки +5.300 составляет:

H_стен=0.4+5.3=5.7

==0.38· 1800·5.7·10/10³=38.99кН/м;

N_ст=· =38.99·1.35=52.63кН/м;

Определяем грузовую площадь Определяем нагрузку от массы фундаментных блоков Полная нагрузка на 1 м пог. фундамента по обрезу фундаментной плиты

5.2 Определение ширины подошвы фундамента Для предварительного определения ширины фундаментной плиты пользуемся табличными значениями сопротивления грунта (табл. 5.4 ТКП) Для супеси Принимаем коэффициент б=0.053.(табл.5.10 ТКП), исходя из значения коэффициента з и о.

Где — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

q-усредненная нагрузка от пола

N-полная расчетная нагрузка

Q-нагрузка от веса фундамента и грунта на нем.

mиlмасса и длина фундаментных блоков.

m₁ и l₁— масса и длина фундаментной плиты бкоэффициент затухания напряжения

8,96/0,6=29,87

z=0,2p_zq=0,2· 44,8=8,96

p_zq — вертикальное давление от собственного веса грунта

p_zq==16· 2,6+16·0,2=44,8

— толщина слоя грунта (0,5)

Принимаем b= 1,4 м.

Определяем расчетное сопротивление грунта с учетом поправок на ширину фундамента и глубину заложения по формуле Определяем ширину фундамента при R=315.93кПа Принимаем b= 1.4м, длиной 2980 мм.

Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле

319,78кПа Определяем нормативную нагрузку по подошве фундамента с учетом собственной массы фундаментной плиты Р_фи массы грунта Р_гр.

Определяем среднее давление по подошве фундамента Проверяем условие:

Проверяем условие ;

Принимаем b=1.4м, L=3.0м, H=0.3м. Марка фундамента ЛФ14.30−1.

Так как здание имеет подвал определяем активное давление грунта на стену подвала:

Определяем равнодействующую активного давления грунта на 1 м стены

=(10*2.6+16*3.38)*0.55=44.04;

Определяем момент равнодействующей относительно центра тяжести поверхности фундамента:

M=T*d/3=44.04*2.6/3=38.17 кН м Находим эксцентриситет:

e=;

Определяем максимальное давление по подошве фундамента

= 182.91кПа

5.3 Расчет тела плитной части фундамента Принимаем толщину защитного слоя фундамента с=45мм; d=h-c=300−45=255мм.

Определяем расчетную нагрузку:

= 1.1*11.4=12.54кН/м

=1,1*14.72=16.19кН/м

Q=26.12 кН/м3

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок определяем по формуле

= 82.58кПа

5.4 Расчет площади продольной арматуры плит фундамента Определяем коэффициенты

Определяем коэффициент о о==1=0.006

Определяем коэффициент

;

;

Определяем коэффициент

;

0.744

Так как условие выполняется, находим ?

=0.993;

Тогда требуемая площадь растянутой продольной арматуры составит Принимаем стержни диаметром 7 мм. А_st=0.77см²

Проверка

;

;

;

— условие выполняется.

Арматура подобрана верно.

Армирование производим сеткой С1, расположеной в нижней части плиты. Сетка состоит из продольной рабочей арматуры диаметром 14 мм, класса S400, с шагом 200 мм и 170 мм., и поперечной арматуры класса S400 диаметром 6 мм, с шагом принятым 300 мм и 210 мм.

5.5 Расчет на продавливание Определяем расстояние от низа плиты до центров тяжести арматуры для каждого направления:

А_х=50мм. А_у=55мм.

Определяем рабочую высоту фундаментной плиты в каждом направлении

; и ;

Определяем рабочую высоту сечения

;

Определяем коэффициенты армирования в обоих направлениях, класса S500 диаметром 7 мм А_st=0.77см²

;

0.0016<0.2- минимальное значение коэффициента армирования регламентированное СНБ2.03.01−02.

Расчетный коэффициент армирования

;

Определяем значение критического периметра исходя их длины закругленных секторов

l=0,01745Rn⁰=0,584,

где n⁰ =90⁰, r=1,5d=0,372 м.

;

Определяем погонную поперечную силу, вызванную местной сосредоточенной нагрузкой, принимая коэффициент так как эксцентриситет приложения нагрузки отсутствует

;

Где — местная поперечная сила с вычетом силы отпора грунта в пределах расчетной критической площади

;

Определяем коэффициент учитывающий влияние масштабного фактора

K=1+=1+=1.898;

Определяем погонное усилие которое может воспринять сечение при продовливании

V_rd==118.32кН;

Где

V_rd==106.64кН.

V_rd=118.32кН>V_rd=106.64кН>V_sd=24.78кН;

Условие выполнено. Прочность на продавливание обеспечена.

Конструирование ленточного фундамента

В соответствии с заданием на проектирование запроектирован ленточный фундамент ФЛ14.30−4 изготовленный из бетона марки С20/25 и арматуры класса S500.

Фундамент армируется сеткой расположенной в нижней части плиты. Сетка состоит из продольной рабочей арматуры класса S5008O7 мм. с шагом 200 мм и 170 мм. принятой по расчету и поперечной арматуры класса S500 O6 мм. с шагом 300 мм и 210 мм принятым конструктивно.

Для поднятия плиты устраиваются 4 монтажные петли из арматуры класса S240 O7 мм. Петли располагаются на расстоянии 200 мм от торцов плиты, и 150 мм от боковых граней.

Заключение

Согласно заданию на курсовое проектирование, рассчитаны и запроектированы элементы:

— многопустотная предварительно не напреженная плита перекрытия ПТМ33.12.22−8.

— лестничный марш ЛМ28.12.14−4.

— ленточный фундамент ФЛ14.30−4

В ходе курсового проекта я закрепил свои знания по предмету «Строительные конструкции».

Библиография

1. Берлинов М. В., Ягупов Б. А. Строительные конструкции. — М.:Агропромиздат, 1990.

2. Павлова А. И. Сборник задач по строительным конструкциям. — М.:ИНФРА-М, 2005.

3. СЕтков В.И., Сербин Е. П. Строительные конструкции. М.: ИНФРА-М, 2005.

4. Веселов В. А, Проектирование оснований и фундаментов. — М.: Стройздат, 1990.

5. Методическая инструкция. Курсовое проектирование. — Гомель.: УО ГГДСТ, 2005.

6. ГОСТ 21.501−93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей.

7. ГОСТ 21.101−93. Основные требования к рабочей документации.

8. СНБ 5.01.01.-99. Основания зданий и сооружений.

9. СНБ 5.03.01.-02 Бетонные и железобетонные конструкции.

10. СНБ 2.04.01−97. Строительнаятеплотехника.

11. СНиП2.01.07−85. Нагрузки и воздействия.