Проектирование 4-х этажного промышленного здания из сборных железобетонных конструкций.

При классе бетона колонны В25 необходимую длину опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечения прочности ригеля на местное сжатие (смятие) при классе бетона в ригеле В20 с Rb= 10,35 МПа, Rbt= 0,81 МПа и ширине ригеля bр= 300 мм.Минимальный вынос консоли с учетом зазора между колонной и торцом ригеля 60 мм, в соответствии с типовым решением в проектах многоэтажных зданий каркасного типа l = 250 мм и высоту консоли ригеля h = 400 мм фактическая длина площадки опирания ригеля и консоли колонны под концом ригеля. Lsup,t= 250 - 60= 190 мм. Напряжение смятия в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля:Gb= Q/ (lsup,f × bp)= 298×103/ (190 ×300)= 5,22 МПа < Rb= 10,35 МПа.Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена. Высота у свободного края:hкр= h-l ×tg 45°= 400-250 × 1= 150 мм > h/3=400/3=133 мм.ho= 400-35=365 мм.Прочность консоли по наклонному сечению:Qсеч=3,5 ×Rbt×b×hо=3,5 × 0,81× 400×365==434350 Н= 434.35 кН > Q = 298кНПрочность обеспечена.4.4. Расчет армирования консолиРис.6.Изгибающий момент у грани колонны:M=Q×С=298×103× 155=46190×103 Н×мм, где С=60+0,5 ×lsup== 60+0,5 × 190=155 мм.As= М /(0,9 × Rs ×b × ho)= 46190×103/ (0,9 × 355×400 ×365)= 0,9Принимаемармирование по конструктивным требованиям.Asmin= μminвho=0,002 × 400×365=292 мм2Выбираем по таблице сортамента арматуру из двух диаметров 14 мм класса А400 (лист 9).Консоль армируем горизонтальными хомутами, при h=400 мм шаг принимаем h/4=100 мм из арматуры Ø6 мм, установленными в двух плоскостях.5. Расчет и конструирование фундамента5.1. Исходные данные для расчетаФундаменты под колонну проектируем столбчатым, ступенчатым, прямоугольным в плане. Глубина заложения подошвы от уровня пола Н=1500 мм принимаем из условия глубины промерзания.Расчетная нагрузка, передаваемая от колонны, N=2090 кН (см.стр.11).Условное расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы фундамента по заданию:Rо=0,2 МПа= 0,2 Н/мм2 =200 кН/м2.Бетон класса В15; Rb=8,5 МПа; Rbt =0,9×0,75 =0,675 МПа. Арматура класса А400; Rs=355 МПа.Усредненная плотность тела фундамента и грунта на его ступенях:γm=20 кН/м3=2т/м3.5.2.Определение площади подошвы фундамента (2-я группапредельных состояний)Размеры подошвы фундамента определяем по формуле:A= Nn (Ro - γm×H)= 1771 /(360-20 × 1,5)= 5,4м2,где: Nn - нормативная нагрузка; Nn=N/γt=2090/l,18=1771 кHН- глубина заложения фундамента;γt=1,18 -усредненный коэффициент надежности по нагрузке.Форму подошвы фундамента принимаем квадратной, размерами сторон кратными 0,2 м(лист 8.9).а = b = √А= 2,4 м, принимаем а=b=2,4 м.Вес фундамента и грунта на выступах:Nф= а ×b× Н ×γm×γf=2,42×1,5 ×20 × 1,2=207 кН.Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:Рф= (N + Nф) / а ×b= (2090+ 207) / (2,42)=399кН/м2 > Ro = 360кН/м2т.к. габаритные размеры подошвы не удовлетворяют условию прочности грунта, следует увеличить стороны подошвы.Принимаем а=b=2,7 м.Вес фундамента и грунта на выступах:Nф= а×b×Н ×γm×γf = 2,7×2,7× 1,5 ×20×1,2=262 кН.Фактическое расчетное давление в уровне подошвы фундамента:Рф= (N + Nф) / а ×b= (2090 + 262) / (2,7×2,7)=322 кН/м2 < Ro = 360 кН/м2Габаритные размеры подошвы удовлетворяют условию прочности грунта. 5.3. Определение высоты фундаментаРабочую высоту фундамента определяем из условия его работы на продавливание, которое происходит по поверхности усеченной пирамиды, боковые стороны которой наклонены к горизонту под углом 45° (1-е условие):1)h0=(-(hcol+bcol)/4)+1/2√(N+Nф)/(Rbt+Pф)== -((0.4+0.4)/4)+1/2√(2090+262)/ (750+322)= 0,54 м ~ 550 см.Высота фундамента также зависит от конструктивных условий, которые должны обеспечить жесткую заделку:колонны: ho= nсol+250= 400+250=650мм;анкеровку продольной ее арматуры: ho= 20×ds+250=20×16+250= 570 мм;ds=16 мм - продольная арматура колонны;650 мм — высота подколонной части фундамента. Из трех значений принимаем большее ho= 650 мм. h=ho+a=650+50=700мм (лист 8).Фундамент выполняем двухступенчатым. Профиль уступов конструируем таким образом, чтобы их внутренний угол не пересекал линию естественного давления бетона, наклоненную под углом 45°.5.4. Проверка прочности нижней ступенипротивпродавливанияПродавливающая сила принимается за вычетом нагрузок, приложенных к противоположной грани плиты в пределах площади с размерами, превышающими размеры площадки опирания на hO2во всех направлениях:Fн=N-Рф×Ан=N-Рф× (b1+2 ×ho)2= 2090-322×( 1,4+2×0,3)2=374кН.Периметр контура расчетного поперечного сечения пирамиды продавливания на расстоянии 0,5hO2от границы площадки опирания верхней ступени фундамента: b2 =0,23 м,UH=4 ×(b1+0,5 × hO2+O,5 × hO2)=4 ×( 1,4+0,5 ×0,3+0,5 ×0,3)=6,8 мПри: Rbt×UH×ho= 0,675 × 6,8 ×0,3=1377 кН > FH= 374 кН т.е. прочность нижней ступени против продавливания обеспечена. 5.5. Расчет армирования подошвы фундаментаАрматуру подошвы фундаментов рассчитываем из условия его работы на изгиб консольного элемента от реактивного давления грунта:Рф= 322 кН/м2Изгибающий момент у грани колонны Мы и у грани верхней ступени MII-II:МI-I= 0,125 ×Рф×a ×(b-hcol)2=0,125×322×2,7×(2,7-0,4)2= 575кН×мMII-II = 0,125 ×Рф×a ×(b-hcol)2=0,125×322×2,7×(2,7-1,4)2= 184кН×м.Необходимая площадь продольной арматуры класса А400 у подошвы фундамента в продольном и поперечном направлениях определяется по приблизительной формуле:Аз1= МI-I /0,9 × Rs× h01=575×106/0,9 ×355 ×650=2769мм2As2= MII-II /0,9 × Rs×hO2= 184× 106/0,9 ×355 ×300= 1919мм2.Принимаем нестандартную сварную сетку из стержней диаметром 18 мм с шагом 200 мм в центре и 145 мм по краям в обоих направлениях 13Ø18А400 сAs=254,5× 13=3309 мм2 >Asl= 2769 мм2(лист 9).6. ЛитератураСНиП 52-01-2003. - Бетонные и железобетонные конструкции. Основныеположения М.2004 г.СП 52-101-2003. - Бетонные и железобетонные конструкции безпредварительного напряжения арматуры. М. 2004 г.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций изтяжелого бетона без предварительного напряжения (КСП 52-101-2003),НИИЖБ, М. 2005 г.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М. 2004 г.ПРИЛОЖЕНИЕ