Файл: Еспублика татарстан министерство образования и науки.doc

S=20 ·d= 20 ·16=320 мм (4.11)

Принято S=300мм

4.5 Расчет консоли
l_k·В_к=150 ·150мм²
Момент, возникающий в консоли, определяется по формуле

Мк=1,25· Q · c (4.12)

C= l_оп/2+l=l_k-15/2+1.5=15-1.5/2+1.5=8.25см (4.13)

Q=N_пер/2=445,79/2=222,895 кН (4.14)

Мк=1,25·222,895*8,2510^-2 (4.15)

Плечо внутренней пары сил

Z= hk-hsc- о-d=150-25-20-16=89мм (4.16)

Требуемая площадь поясов

Аn=Mk/Rs*z=22.98/365*10³ 89*10^-3 =0.000707 м² =7.07 см² (4.17)

Принято 2Φ22 АIII As=7.60см²

6. 
   Расчет колонны на транспортные
   

и монтажные нагрузки.

Несущая способность сечения, М_сеч. Кн*м, определяется по формуле

Мсеч=Rв*в*х*(h-х/2) (4.18)

h=h-hsc-d/2=300-25-16/2=267мм (4.19)
х=Rs-As/Rв-в=365*10³ *4,02*10^-4/7,65*10³ *0,3=146,73/2295=0,064 (4.20)

Мсеч= 7,65*10³ 0,3*0,064(267-0,064/2)=34,46 кН *м
Определение моментов при транспортировке.
L=l=1/6*l=1/6*7.2=1.2м (4.21)

Кд- коэффициент динамичности

Кд=1,6

q=h*в**кд (4.22)

q=0.3*0.3*25*1.6=3.6 кН /м
Рисунок 4- Эпюра моментов
Моп=ql²/2=3.6*1.2²/2=2.59 кН *м (4.23)

Мо=q*l²/8=3.6*4.8²/8=10.37 кН *м (4.24) Мкр=Мо-Моп=10,37-2,59=7,77 кН *м (4.25)

Определение моментов при монтаже
q=h*в**кд (4.26)
Кд- коэффициент динамичности

Кд=1,4

q=0.3*0.3*25*1.4=3.15Кн/м

Рисунок5-Эпюра моментов
Моп=ql²/2=3,15 0,5²/2=0,39кНм (4.27)

Мо=q*l²/8=3,15*6,7²/8=17,68кНм (4.28)

Мкр=Мо-Моп=17,68-0,39=17,29кНм (4.29)
Вывод: Мmax при транспортировке равен 7,77кНм, при монтаже - 17,29 кНм, т.е. условие

МmaxМсеч

17,2934,46 кН*м выполняется. Прочность на усилия при монтаже и транспортировке обеспечена.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ №4.

РАСЧЕТ КОЛОННЫ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ
1.Перечислите виды нагрузок, воспринимаемых колонной.

2.С какой площади покрытия и перекрытия собирается нагрузка на колонну?

3.На что работает рабочая арматура колонны?

4.От чего зависит защитный слой бетона?

5.Назначение поперечной арматуры в колонне?

6.Как принимается диаметр поперечной арматуры колонны?

7.От чего зависит шаг поперечной арматуры колонны?

8.На что работает консоль колонны?

9.Где располагается рабочая арматура колонны, на что работает?

10.Укажите опасное сечение в консоли колонны.

---

11.Зачем производится расчёт колонны на транспортные и монтажные усилия?

12.Как определяется масса арматурных стержней?

13.Какая нормативная литература использовалась при расчёте?

Практическая работа № 6.

Расчёт ленточного фундамента

Рассчитать сборный ленточный фундамент под стену толщиной 38см. Запроектировать фундамент. Выполнить рабочие чертежи фундаментной подушки.
Исходные данные

N_n =310 кН/м – нормативная нагрузка на обрез фундамента

d = 1,4м – глубина заложения фундамента

ρ =16,5 кН/м³ – средняя плотность материала фундамента и грунта на его уступах.

Грунт – песок мелкий, маловлажный, средней плотности, коэффициент пористости е = 0,55.
Порядок расчета

1. 
   По табл. II.2 [2], стр. 299 (или по приложению А, таблицы 3 или 4) определяем расчётное сопротивление грунта R₀ = 310кПа. Угол внутреннего трения φ = 36⁰, сила сцепления, с = 4кПа - по приложению А, таблица13 или 14.
   

2. 
   Определяется площадь подошвы фундамента по формуле
   

А_ф = N_n / (R₀ - d·ρ_ср) = 310/ (300 – 1,4·20) = 1,14м² (6.2)


Где ρ_ср = 20кН/м³ – средняя плотность материала фундамента и грунта на его уступах (для бетонных и железобетонных фундаментов).

3. Ширина подошвы ленточного фундамента


в=А_ф/1=1,14/1=1,14м

где 1м – расчётная длина ленточного фундамента, т. к. нагрузка N_n собрана на 1 погонный метр.

4.Уточняем расчётное сопротивление грунта по формуле II.1 [2], (стр.300) при d ≤ 2м.

R=R₀[1+k₁(b – b₀)/b₀](d+d₀)/ (2d₀) (6.3)
где к₁ – коэффициент, определяемый в зависимости от вида грунта, [2], (стр.300).

b₀ =1м, d₀=2м (там же).
R=300[1+0,125(1,14 – 1)/1](1,4+2) / (2·2)=259,5 кПа.
5.Уточняем размеры подошвы фундамента и ширину подошвы фундамента

---

А_ф = N_n / (R - d·ρ_ср)=310 / (259,5 – 1,4 ·20)=1,34м², в=А_ф /1=1,34м.
6.В соответствии с приложеним А, табл. 11 – номенклатура плит железобетонных ленточных фундаментов –принимаем блок - подушку марки ФЛ 14.24 с размерами: ширина в=1400мм (›1,34м), длина l= 2380мм, высота h=300мм.

В дальнейших расчётах учитывается ширина подошвы принятой блок - подушки, т.е. в=1,4м.
7. Расчёт осадки основания
Для основания должно удовлетворяться условие: среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётного сопротивления грунта, залегающего под подошвой фундамента, т.е. должно соблюдаться неравенство:

Р_ср≤ R (6.4)

где Р_ср - среднее давление под подошвой фундамента, определяется по формуле
Р_ср=(N_n+Q) /A_ф

---

где Q - вес фундамента и грунта на его уступах, кН,

R – расчетное сопротивление грунта, определяемое по формуле 7 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» или по формуле 5.3 [1], стр.109.
R=(γ_c1 · γ_c2)(М_γ·к_z·в· ρ_II +М_q(d₁+d_b) ρ_II^´ - d_b ∙ρ_II^΄+М_с · c_II ) / k (6.5)
где γ_c1 и γ_c2 – коэффициенты условия работы, определяемые по табл. 5.3 [2], стр. 110 или по приложению А, таблица 5.

1. 
   Определяем вес фундамента и грунта на его уступах
   

Q=ρ_ср·d·b=20·1,4·1,4 = 39,2кН / м²

2. 
   Среднее давление под подошвой фундамента
   

Р_ср =(N_n+Q) / А_ф=(310+39,2) / 1,4·1=249,4кПа

3. 
   Определяем значения величин в формуле (6.5)
   
   1. 
      По таблице 5 приложения А определяем γ_c1=1,3, γ_c2=1,1 (при отношении l /H>4 ).
      
   2. 
      По таблице 1 приложения А определяем коэффициенты в зависимости от угла внутреннего трения φ_II =36⁰: Мγ=1,81, М_q=8,25, М_с= 9,98.
      
   3. 
      к=1,1, т.к. характеристики грунта определены по таблицам. Ширина подошвы фундамента в=1,4м. Выше и ниже подошвы фундамента залегает один вид грунта, поэтому плотность грунта выше и ниже подошвы фундамента одинакова, т.е. ρ_II =ρ_II΄=16,5кН/м³.
      
   4. 
      k_z=1 при ширине подошвы фундамента в>10м. (в=1,4м>10м).
      
   5. 
      d₁ –глубина заложения фундамента для бесподвальных зданий, d₁= d=1,4м.
      
   6. 
      d_в – глубина подвала. Для бесподвальных зданий d_в=0. С_II=4кПа.
      
4. 
   Определяем расчётное сопротивление грунта по формуле (6.5):
   

R=(1,3·1,1) (1,81·1·1,4·16,5+8,25·(1,4+0) ·16,5 – 0+9,98·4) / 1,1=389,39кПа.

5. 
   Проверяем условие:
   

Р_ср≤ R

249,4кПа <389,4кПа, условие удовлетворяется, т.е. среднее давление под подошвой фундамента меньше расчётного сопротивления грунта.

6. 
   Расчёт осадки основания по формуле S≤S_пр. Этот расчёт можно не производить, т.к. коэффициент пористости е =0,55 < 0,6.
   
7. 
   Конструирование фундамента
   
   1. 
      Подбираем стеновые блоки по табл. 6.6 [2]или по приложению А, табл. 12. При толщине стены 38 см принимаем стеновой блок марки ФБС 24.4.6 с размерами:
      

Длина l =2380мм, ширина b =400мм, высота h =580мм.

---

8.2 Определяем ориентировочно количество стеновых блоков по формуле n=(d - h_n) / h_б = (1,4 – 0,3) / 0,6 = 1,8

где h_n – высота блок – подушки;

h_б - высота стенового блока.

Принимаем 2 стеновых блока по высоте фундамента.

2. 
   Окончательное конструирование фундамента.
   

По обрезу фундамента проектируем гидроизоляцию из руберойда по слою цементной стяжки. Толщина горизонтального шва кладки блоков - 20мм. Конструирование фундамента см. рис.6.1.

Рисунок 6.1– Конструкция фундамента

9.Расчёт тела фундамента на прочность

Принимаем бетон тяжёлый класса В 15, R_bt =0,75∙10³∙0,9=675кпа
Класс рабочей арматуры принимаем А-II, R_s=280∙10³кПа.
Величина С=(1,4 – 0,4) /2=0,5м

Расчётная нагрузка на обрез фундамента

N = N_n∙ γ_f = 310∙1,15 = 365,5 кПа

Давление под подошвой фундамента

Р_гр = N / А_ф =365,5 / (1,4∙1)=261,1кПа.

Рисунок 6.2 - Расчётная схема фундамента
Поперечная сила в расчётном сечении

Q = Р_гр∙с∙1 = 261,1∙0,5∙1 = 130,55 кН
Рабочая высота фундамента

h ₀ = h – a = 0,3 – 0,035 = 0,265 м

где защитный слой а = 0,035м, т.к. грунт маловлажный (при влажных грунтах а=0,07м).

Минимальная рабочая высота фундамента
h₀ = (Р_гр∙с) /R_bt = (261,1∙0,5 ) /675 =0,2 м.

Полная высота фундаментной подушки

h = 0,2 + 0,035 = 0,235м.<0,3м, значит высота блок - подушки h=0,3м принята достаточной.

Расчётный изгибающий момент

М = Q ∙ c /2 = 130,55 ∙ 0,5 /2 = 32,7кН ∙м.

Площадь рабочей арматуры
A_s = M /(0,9∙h₀ ∙R_s) = 32,7 /(0,9 ∙0,265∙280 ∙10³) = 4,9∙10^-3 м² =4,9 см²
По сортаменту арматурной стали принимаем рабочую арматуру.

Принято 5Ø 12 A-II A_s =5,65 см². Эта арматура располагается на 1м длины блок-подушки, значит шаг стержней 1 / 5= 0,2м = 200мм.
Примечание – Рабочие чертежи блок- подушки см. приложение Б.

Контрольные вопросы к практической работе №6.

расчёт и конструирование ленточного фундамента

1. 
   перечислить виды нагрузок, которые передаются на фундамент.
   
2. 
   С какой площади перекрытия (покрытия) передаётся нагрузка на фундамент?
   
3. 
   На какую часть длины собирается нагрузка на фундамент?
   
4. 
   От чего зависит ширина подошвы фундамента?
   
5. 
   Расшифруйте марку блок - подушки ФЛ 12.24, стенового блока ФБС24.5.6.
   
6. 
   На что работает блок - подушка?
   
7. 
   Где располагается рабочая арматура в блок - подушке, на что она работает?
   
8. 
   Какая нормативная литература испльзовалась при расчёте фундамента?
   

---