Файл: Российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования санктпетербургский горный университет.docx

• 
  длина здания – 32 м;
  
• 
  ширина здания – 20 м;
  
• 
  количество этажей – 6 шт;
  
• 
  высота этажа – 3 м;
  
• 
  регион – Санкт - Петербург;
  
• 
  грунт – пески гравелистые.
  

Содержание работы

Расчетная часть:

• 
  компоновка каркаса здания в монолитном и сборном варианте
  
• 
  расчет и конструирование несущих элементов монолитного железобетонного каркаса здания
  

Графическая часть:

• 
  план монолитного межэтажного перекрытия
  
• 
  поперечный разрез здания;
  
• 
  план фундаментов;
  
• 
  рабочие чертеж столбчатого фундамента
  

Ход работы

1. Расстановка колонн и балок, определение размеров балок

Рекомендуемые параметры пролетов:

• 
  в направлении расположения главных балок, длина пролета ;
  
• 
  в направлении расположения поперечных балок, длина пролета , расстояние между второстепенными балками .
  

В результате: ; ;

Высота главной балки:

Ширина главной балки:

Высота второстепенной балки:

Ширина второстепенной балки:

Данные подбираются из таблицы «Сортамент сечений сборных и монолитных балок» так, чтобы они были минимальны. Получаем:

• 
  , ;
  
• 
  , .
  

2. Определение площади сбора нагрузок

Показывает сколько нагрузки приходится на фундамент под каждой колонной. Рассчитывается для колонны в центре, так как туда приходится наибольшая нагрузка.



3. Сбор нагрузок на столбчатый фундамент

Нагрузка на столбчатый фундамент вычисляется по формуле:

, (1)

где – нагрузка от кровли, – нагрузка от межэтажных перекрытий, – собственный вес колонны, – полезная нагрузка.

3.1. Расчет нагрузки от кровли




Рисунок 1 – Разрез кровли: 1 – наплавляемое покрытие, 2 см; 2 – стяжка, 6 см; 3 – утеплитель, 15 см; 4 – плита, 10 см; 5 – балки.

Таблица 1. Расчет нагрузки от кровли

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка,
Снеговая нагрузка	1800	1,4	2520
Балки	1352	1,1	1487
Плита	2600	1,2	3120
Утеплитель	172	1,2	207
Стяжка	1200	1,3	1560
Наплавляемое покрытие	350	1,3	455

Снеговая нагрузка определятся для каждого района по СП.20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Коэффициенты надежности для каждого наименования также были взяты оттуда.

Нормативная нагрузка для балок:

, (2)

где – плотность материала, – объем балки, – ускорение свободного падения, – площадь сбора нагрузок.



Для остальных слоев найдем нормативную нагрузку как ( - высота слоя):

. (3)

Для определения расчетной нагрузки умножаются нормативная нагрузка и коэффициент надежности.

В итоге,

3.2. Расчет нагрузки межэтажных перекрытий

Рисунок 2 – Разрез межэтажного перекрытия: 1 – керамическая плита, 4 мм; 2 – стяжка, 5 см; 3 – плита, 10 см; 4 – балки.

Таблица 2. Расчет нагрузки межэтажных перекрытий

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка,
Керамическая плита	140	1,2	168
Стяжка	1000	1,3	1300
Плита	2600	1,2	3120
Балки	1352	1,1	1487

Расчет производится аналогично таблице 1.

Для окончательного определения требуется умножить сумму расчетных нагрузок на количество этажей.

Таким образом,

3.3. Выбор колонны и расчет собственного веса

Для выбора колонны складывают . Если сумма получается менее 200 т, следует выбрать колонну , если больше – .



Тогда,

3.4. Определение сбора нагрузок

В формуле (1) остается одна неизвестная . Находим данную переменную из вышеуказанного СП «Нагрузки и воздействия».



Вычислим N по формуле (1):



4. Определение глубины заложения фундамента

Методика определения глубины заложения фундамента указана в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» в п 5.5.: необходимо определить нормативную глубину промерзания грунта и расчетную глубину сезонного промерзания.

При отсутствии данных многолетних наблюдений глубину сезонного промерзания грунта следует определять по формуле

, (4)

где – величина, принимаемая для каждого типа грунта (0,3 для Калуги), – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе.



Расчетную глубину сезонного промерзания вычисляют по формуле

, (5)

где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице 5.2.



По условию задания . В итоге, глубина заложения фундамента .

5. Определение расчетного сопротивления грунта основания

Обратимся к пункту 5.6.7. того же СП «Основания зданий и сооружений».

При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, вычисляемого по формуле

, (6)


Рисунок 3 – Разрез фундамента
где – коэффициенты условной работы, принимаемые в таблице 5.4;  – коэффициент, принимаемый 1,1, если прочностные характеристики грунта ( и ) приняты по таблицам приложения А; , , – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5; – коэффициент, принимаемый единице, при b<10 м; b – ширина подошвы фундаменты; и - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов; – расчетное значение удельного сцепления грунта; – глубина заложения фундамента; – глубина подвала.

для условия задания