6.9. Расчёт прочности наклонных сечений арки.

Выполняем расчёт наклонного сечения, идущего от грани опоры арки. Условно считаем всю нагрузку на верхний пояс арки равномерно распределённой.

Максимальная поперечная сила действует в сечении 11 , .

Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы:

Принимаем

Коэффициент, учитывающий влияние сжатых поло двутаврового сечения арки:

где . Принимаем 330.

где = 0,6 для тяжёлого бетона.

В этом случае поперечную арматуру устанавливаем по конструктивным соображениям. Принимаем 2 Ø 8 A III, , шаг

Проверяем прочность наклонной полосы между наклонными трещинами на действие поперечной силы.

=0,01 для тяжёлого бетона

;

;

Т.к. , то

следовательно, прочность наклонной полосы достаточна.

6.10. Расчёт прочности и трещиностойкости подвески.

Подвеску рассчитываем на осевое растяжение от веса подвески и участка затяжки длиной 6000 мм.

где -площадь поперечного сечения подвески. = 3,25 м- длина наиболее загруженной подвески; - коэффициенты надёжности по нагрузки и по назначению; - средняя плотность железобетона.

Принимаем 4 Ø 10 A III,

Производим расчёт подвески по образованию трещин:

Следовательно трещиностойкость подвески обеспечена.

6.11. Конструирование.

6.11.1. Армирование сечений.

6.11.2. Армирование узлов.

7.Расчет фундамента.

Нагрузки и усилия.

Величины усилий для расчета фундамента принимаем из расчета колонны в сечении Ш-Ш и общем виде расчет фундамента необходимо производить на все сочетания нагрузок. В нашем случае второе сочетание является максимальным по абсолютной величине усилий.

Нормативные значения получим делением соответствующих усилий на усредненный коэффициент надежности по нагрузке:

=1,15

=144/1,15=125 кН

=1394/1,15=1212 кН

=79/1,15=69 кН

На фундамент, кроме того, действует постоянная нагрузка от веса стены и остекления: = 77,7 кН, Эксцентриситет этой нагрузки от­носительно оси фундамента при толщине стеновой панели 24 см е = - 0,24/2 + 1,2/2 = 0,72 м.

Условное расчетное сопротивление грунта = 0,35 МПа. Бетон тяжелый класса BI5, = 8,5 МПа, = 0.75 МПa, арматура из горя­чекатаной стали АП = 280 МПа. Вес единицы объема материала фун­дамента и грунта на его уступах γ=20 кН/м³.

Определение геометрических размеров фундамента.

Глубину заделки колонны в фундаменте назначаем не менее:

Нап> 0.5+ 0,33h=0,5 + 0,33*1,2= 0,896м;

Нап>0.5 =1.5*0.5=0.75м

Нап>30d=30*2.5=75см

Принимаем глубину заделки колонны 90 см. Расстояние от низа колон­ны до подошвы фундамента принято 250 мм. Полная высота фундамента из конструктивных требований равна

Н= 90+ 25=115см.

Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунта для г.Архангельска = 155 см, тогда высота фундамента равна Н = 155 - 15 = 140 см.

Площадь подошвы фундамента определим по формуле:

=1212000+77700/35*10-20000*1,55=4,04

Назначая отношение сторон axb=0,8, получаем

b=0.8x2,25=1,8м

Принимаем ахb= 2,4x1,8 м. Площадь подошвы фундамента А =2,4х1,8 = 4,32 м,

момент сопротивления W=1,8*2,4²/6 = 1,7м³

Так как заглубление фундамента менее 2 м, ширина подошвы более I м, определяем расчетное давление на грунт основания:

0,35[1+0.125(2.4-1)/1]((1.55+2)/2*2)=0.365 МПа

где = 0,125 - для песчаных грунтов; =1м; =2 м; = 1,55м; b=3 м.

Определяем краевое давление на основание.

Изгибающий момент в уровне подошвы фундамента

=125+69*1,4+77,7*0,72=278 кНм

=20*1,55+(1212+77,7)/4.32±278/1.7

=31+300+164=494>1.2R=1.2*365=438 кН/м²

Увеличиваем размеры фундамента до 3,3х2,7м

А=8,91 м² W=2.7*3.3²/6=4.9м³

=20*1,55+(2108,8+77,7)/8,91+522,9/4,9=382,6<1.2R=438кН/м²

=20*1,55+(2108,8+77,7)/8,91-522,9/4,9=169,1кНм²

Принятые размеры фундамента достаточны.

Расчёт фундамента на прочность.

Конструкцию фундамента принимаем с подколонником стаканного типа и плитой с двумя ступенями по 300мм.

Если принять толщину стенок стакана по верху 275 мм и зазор между колонной и стаканом 75 мм, размеры подколонника в плане составят:

=900+2*275+2*75=1600мм

мм.

Проверка фундамента на продавливание.

Проверку на продавливание производим для грани пирамиды, параллельной меньшей стороне подошвы и начинающейся от стакана фундамента.

Рабочая высота плиты =60-5=55 см.

Определяем напряжение в грунте под подошвой фундамента без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчётных нагрузок:

=1297/8,91+283/4,9=204 кН/м²

=1297/8,91-283/4,9=88 кН/м²

=1212+77,7*1,1=1297 кН

=125+69*1,4+77,7*1,1*0,72=283 кНм

Длина участка подошвы фундамента, выходящая за пределы нижнего основания пирамиды продавливания:

=0,5(330-190-2*55)=15 см.

Продавливающая сила, собираемая с площади АВСD

=15(230+260)/2*20.40=98213 H

Несущая способность фундамента на продавливание

=0,75*1,1*550*1750=794063 Н

где - средняя ширина грани пирамиды продавливания.

=102+55=175см = 1750мм

Так как Р=98213 Н <794063 Н, несущая способность фундамента на продавливание обеспечена.

Расчет арматуры стакана.

Площадь сечения продольной арматуры определяем в сечении 4-4.

Момент , действующий от расчетных нагрузок на уровне низа подколен­ника (сечение 4-4)

М = 125 + 69*0,8 + 77,7.1,1*0,72= 242 кНм;

N = 1212 + 77,7*1,1 + 1,9*1,2*0,8*25*1.1 = 1348 кН.

Эксцентриситет

=24200/1348=18 см < 0,3 h=0,3*190 = 57 cм

Имеем случай малых эксцентриситетов. Армирование принимаем симметричным.

Проверяем условие

1212 кН < 8,5*1,1*1200*300 = 3366000 H = 3366 кН,

следовательно, нейтральная ось проходит в полке, и двутавровое сече­ние рассчитываем как прямоугольное шириной, = 120 см;

=1348000/8,5*1,1*1200*1550=0,095 < =0.64

где =160-5=155см =1550 мм.

=21,9+160/2 – 5=101.9 см.

= 1348000*1019/8,5*1,1*1200*1550²=0,051, δ=5/155=0,032

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры:

= (8,5*1,1*1200*1550/280)*(0,051-0,095(1-0,095/2)/1-0,032)<0

Принимаем арматуру конструктивно при = 0,0005:

= 0,0005*120*60 = 3,6 см²

Принимаем 5Ø12 АП с =3,93 см² с каждой стороны.

Поперечную арматуру стакана рассчитываем в зависимости от

=(125+61,5)/(1212+85,5)=0,142м = 14,2 см, так как

90/2=45см>14.2≈ =90/6=15см

поперечное армирование стакана назначаем конструктивно.

Принимаем Ø 8 AI с = 0.503 см². Шаг сетки в пределах подколонника назначаем 150 мм.

Расчет арматуры подошвы фундамента.

Расчетный изгибающий момент в сечении I-I по грани подколонника равен:

=203*0,7²*2,7/2=140 кНм,

где = 0,5(204 + 201,2) = 203 кН/м²;

=1348/8,92+(598,5/4,9)(0,95/1,65)=111,1+122,1*0,95/1,65=201,2 кН/м²

Сечение II-II

= 111,1 + 122,1*1.3/1.65= 210 кH/м²

= 0,5(204 + 210) = 207 кH/м²

=207*0.35²*2.7/2=34,3 кНм,

Требуемое сечение арматуры:

=14000*10/280*0.9*550=1010мм²=10.10см²

=3430*10/280*0,9*250=544мм²=5,44см²

Принимаем 14Ø10 АП с =10,92 см² шаг 200 мм.

Арматура, ук­ладываемая параллельно меньшей стороне фундамента, определяется по моменту в сечении Ш-Ш:

=0,5(204+88)=146 кН/м²

=146*0,75²*3,3/2=135кНм

=13500*10/280*0,9*550=974мм²=9,74см²

Принимаем 17Ø 10 АП с = 13,34 см², шаг 200 мм.

Так как сторона фундамента а = 3,3 м > 3 м, то стержни , укла­дываемые в направления длинной стороны фундамента, не доводим через один до торцов плиты на 0,1а = 0,1-330 » 33 см.

Конструкция и принцип армирования фундамента показаны на рис. 5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Байков В.Н.. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. - М.: Стройиздат, 1985.

2. Бондаренко В.М.. Судницын А.И.. Назаренко В.Г. Расчет железо­бетонных и каменных конструкций. - М.:Высшая школа, 1988.

3. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.

4. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции.

5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конст­рукций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). - М.: Стройиздат, 1989.

6. Пособие по проектированию предварительно напряженных железо­бетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов. - М.:Стройиздат,1989.

7. Барашиков А.Я. и др. Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирование. - Киев : Вища школа, 1987.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

48

48