Проектирование объекта "Административно-бытовой корпус с.Кичигино"

   , Н*м²      (35)[7]

Х - фактическая высота сжатой зоны;

 

М_сеч. > М_вн.сил

4 * 10 ⁴ > 3,9 * 10 ⁴ ,Н·м²

Прочность нормальных сечений обеспечена.

Вычерчиваем тавровое сечение с фактическими размерами:

 

 

 

 

 

 

Рисунок 26 - Тавровое сечение с фактическими размерами.

b_f = 146 ,см., h₁ = 14.3 ,см., h₀ = 19 ,см,

h_f = 3.8 ,см., b = 34,7 ,см., a = 2,9 см

 

 

 

 

2.3 Конструирование  и детализация элемента

 

1 ø10 шаг 100

11 ø 10 шаг 200

31 ø 8 шаг 100

 

Рисунок 24 - Конструирование сетки

Таблица 10 - Спецификация арматуры

Марка изделия	№ поз.	ø, мм	Длина, мм	Кол-во, шт.	Общая длина, м	Масса, кг
С 8-10; 59,5×11,5	1	10	5950	12	71,4	44,05
	2	8	1150	31	79,35	31,34
итого:						75,39

 

Железобетонная  панель: 5980х1190

Ø продольный А-II 10 мм, м = 0,617 кг

Ø поперечный А-II 8 мм, м =0,395 кг

Решение:

1. На защитный слой:

1190-20-20 = 1150 мм.

5980-15-15 = 5950 мм.

2.   На выпуск:

1150-25-25 = 1100 мм

5950-25-25 = 5900 мм

3.   Шаг: для продольной арматуры - 1100:100= 11 шагов, по 100 - 12 стержней

для поперечной арматуры - 5900:200 = 29 шагов и 1 шаг по 100 - 31 стержней

 

2.4. Сбор  нагрузок действующих на фундамент

1). Здание девятиэтажное с двухскатной крышей, глубина заложения фундамента   d = 5,1 м; стены - кирпичные: σ = 640 мм, высотой этажа 2,8 м.

2). Располагается  в поселке Кичигино.

Рисунок 11 - Схема  расчета фундамента под стены административного корпуса с изоляором.

 

 

3). Длительная временная  распределенная нагрузка 70 кгс/м²; γ_f = 1,2; снеговая зона – III; S_o = 100 кгс/м²; грунт суглинок-песок, γ₂ = 17,4 кН/м³; удельное сцепление грунта с₂ = 4 МПа; φ₂ = 32⁰, ρ = 1800 кг/ м³ стены.

4). Покрытие плоское:

а) бикрост – 4 слоя , σ = 0,04 м, ρ = 500 кг/ м³; γ_f = 1,2;

б) стяжка из цементно-песчанного раствора, σ = 0,02 м ρ = 1600 кг/ м³, γ_f = 1,3;

в) теплоизоляция – пеноизол σ = 0,17 м, ρ = 30 кг/ м³; γ_f = 1,2;

г) пароизоляция , σ = 0,006 м ρ = 600 кг/ м³, γ_f = 1,3;

д) железо-бетонная плита σ = 0,16 м, ρ = 2500 кг/ м³, γ_f = 1,1;

5). Покрытие  пола 1-го этажа:

а) доска шпунтованная σ = 0,035 м, ρ = 550 кг/ м³, γ_f = 1,1;

б) лаги σ = 0,08 м с шагом 50 см, ρ = 550 кг/ м³, γ_f = 1,1;

в) гидроизоляционный  слой, σ = 0,006 м, ρ = 600 кг/ м³, γ_f = 1,3;

г) стяжка из цементно-песчаного  раствора σ = 0,02 м, ρ = 1600 кг/ м³,  γ_f = 1,3;

д) железо-бетонная плита σ = 0,22 м, ρ = 2500 кг/ м³, γ_f = 1,1;

6). Покрытие  полов 2,3,4,5 этажей аналогично, что  и 1-ого этажа.

7). Сбор нагрузок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8 - Нагрузки на фундамент.

Вид нагрузки	Подсчет, кг/м2	Нормативная нагрузка, Н/м2	γf	Расчетная нагрузка, Н/м2
1. Временная  снеговая	100 ∙ 1	1000	1,4	1400
ИТОГО	1,4 кН/м2
2. Постоянная: а) покрытие: - бикрост - цем. пес.  стяжка - теплоизоляция - пароизоляция - ж/б плита  перекрытия	0,04 ∙ 500 0,02 ∙ 1600 0,17 ∙ 30 0,006 ∙ 600 0,16 ∙ 2500	200 320 51 36 4000	1,2 1,3 1,2 1,3 1,1	240 416 61,2 46,8 4400
ИТОГО	5164 Н/м2 = 5,164 кН/м2
в) Перекрытие (пол 1 этажа) - доска шпунтованная - лаги - гидроизоляционный  слой - стяжка из  цем. песч. раствора - ж/б плита	0,035 ∙ 550 0,0016 ∙ 550 0,006 ∙ 600 0,02 ∙ 1600 0,22 ∙ 2500	192,5 8,8 36 320 5500	1,1 1,1 1,3 1,3 1,1	211,75 9,68 46,8 416 6050
ИТОГО	6734,23 Н/м2 = 6,73 кН/м2
ИТОГО (1+2+3+4+5+6+7+8+9 этажи)	20,19 кН/м2
3. Временная  длительно равномерно распределенная  нагрузка на перекрытия	70 ∙ 9	6300	1,2	7560
ИТОГО (на все этажи)	37,8 кН/м2
4. Постоянная  нагрузка от стены: а) стена панельная  Н = 13,5 м, σ = 0,4 м,    ,ρ = 1800 кг/м3 в) стена из фундаментных блоков:    Н = 2 м, σ = 0,4 м, ρ = 1800 кг/м3	13,5 ∙ 0,4 ∙1800   2 ∙ 0,4 ∙ 1800	97200     14400	1,1     1,1	106920     15840
ИТОГО стены	122760 Н/м2 = 122,76 кН/м2

 

8). Собираем  нагрузку с грузовой площади  6,42 м² (ширина 6,42 м, длина 1 м):

ΣN_расч = N_покр + N_перекр + N_стены , кН     (  ) [  ]

где ΣN_расч – расчетная нагрузка на фундамент;

 N_покр – нагрузка на покрытие;

 N_перекр – нагрузка на перекрытие;

 N_стены – нагрузка от стены.

 

N_покр = (N_снег + N_покр) ∙ S , кН      (  ) [  ]

где N_снег – снеговая нагрузка

N_покр = (1,4 + 4,2) ∙ 6,42 = 35,95 кН

 

N_перекр = (N_перекр + N_вдрн) ∙ S, кН      (  ) [  ]

где N_вдрн – временная длительно равномерно распределенная нагрузка

 

N_перекр = (20,19 + 12,6) ∙ 6,42 = 210,51 кН

 

N_стены = N_стены ∙ 1м², кН       (  ) [  ]

N_стены = 122,76 ∙ 1 = 122,76 кН

ΣN_расч = 35,95 + 210,51 + 122,76 = 369,22 кН

 

2.2.  Расчет и конструирование фундамента

 

1). Находим требуемую площадь подошвы фундамента, предварительно подбираем расчетное сопротивление грунта R₀ (СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», таблица 2, стр. 45) R₀ = 300 кН/м², d₁ = 1,8 м.

А = , м²       (  ) [  ]

где А – требуемая площадь подошвы фундамента;

 R₀ – расчетное сопротивление грунта;

 d₁ – глубина заложения фундамента.

А =

= 1,59 ≈ 1,6 м²

А = b = 1,6 м (при ленточном фундаменте a ∙ b = А₁ , при а = 1 м, b = А)

2). Находим дополнительные значения для заданного грунта:

γ_// = 17,4 кН/м³; γ_с1 = 1,3, γ_с2 = 1,1; M_g = 1,81, M_q = 8,24, M_c = 9,97; k = 1,1, k_z = 1, с подвалом

3). Определяем расчетное  сопротивление грунта:

R = ∙ [(М_g ∙ k_z ∙ b ∙ γ_//) + (М_q ∙ d₁ ∙ γ^’_//) + (М_q - 1) ∙ d_b ∙ b ∙ γ^’_// + (M_c∙C_//)]  (  ) [  ]

где γ_с1 и γ_с2 – коэффициенты, условий работы, принимаемые по таблице 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»;

к – коэффициент, принимаемый равным: к₁ = 1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственно испытаниями, и к₁ = 1,1, если они приняты по таблице 1-3 СНиП 2.02.01-83*;

М_g , М_q , M_c – коэффициенты принимаемые по таблице 4 СНиП 2.02.01-83*;

k_z – коэффициент принимаемый равным:  при b < 10 м - k_z = 1, при b ≥ 10 м - k_z= z_o/b + 0.2 (z_o = 8м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

γ_// - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

γ^’_// - то же, залегающих выше;

C_// - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

 

d₁ = h_s + h_cf ∙ γ_cf / γ^’_//     (  ) [  ]

где h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала В > 20 м - d_b = 0).

 

R =

=

= 781,41 кН/м²

4). Проверяем  среднее давление на грунт  под подошвой фундамента:

P = < R , кН/м²     [  ]

где Р – среднее давление на грунт;

P = 557,26/1,6 + 22 ∙ 2,3 = 398,89 кН/м²

P = 398,89 кН/м² < R = 781,41 кН/м²

Следовательно размеры фундамента удовлетворяют  нагрузкам прилагаемых к нему.

 

2.3.  Конструирование и детализация элемента

 

1). Определяем  бытовое давление на уровне  подошвы фундамента:

=  , кН/м²     (  ) [  ]

где - бытовое давление на уровне подошвы фундамента.

= 17,4 ∙ 2,3 = 40,02 кН/м²

2). Определяем  среднее давление под подошвой  фундамента:

P = , кН/м²      (  ) [  ]

где Р – среднее давление под подошвой фундамента.

Р =

= 348,29 кН/м²

3). Проверяем  условие Р ≤ R, если не соблюдается, значит меняем ширину подошвы фундамента:

Р = 348,29 кН/м² < R = 781,41 кН/м²

условие соблюдается, т.е. размеры подошвы достаточны.

4). Определяем  Р_о – давление от конструкций здания под подошвой фундамента без учета бытового давления.

Р_о = Р – , кН/м²      (  ) [  ]

Р_о = 348,29 – 40,02 = 308,27  кН/м²

5). Разбиваем  грунт на одинаковые слои:

h₁ (z₁) = 0,4 ∙ b , м       (  ) [  ]

где h₁ – толщина слоя.

h₁ (z₁) = 0,4 ∙ 1,6 = 0,64 м

6). Находим напряжение  от бытового давления в следующем  слое основания грунта:

σ_zgi = γ_// ∙ (d + z₁) , кН/м²     (  ) [  ]

σ_zgi = 17,4 ∙ (2,3 + 0,64) = 51,17 кН/м²

7). Находим дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента:

σ_zpi = α ∙ Р_о , кН/м²     (  ) [  ]

где σ_zpi – дополнительные вертикальные напряжения;

     α – эмпирический коэффициент.

ζ = 2z₁/b      (  ) [  ]

ζ = 2 ∙ 0,64 / 1,6 = 0,8

По приложению 2 СНиП 2.02.01-83*, таблица 1 стр. 35, определяем α = 0,881

σ_zpi = 0,881 ∙ 308,27 = 271,59 кН/м²

 

 

Таблица 13 - Подсчет  осадки методом послойного суммирования

№ слоя	ZI слоя	σzGi кН/м2	ζ =	α	Ро кН/м2	σсрzpi кН/м2	Σσсрzpi кН/м2	0,2 σzg кН/м2	Осадка Si =
0	0	40,02	0	1,000	308,27	289,93 234,75 172,48 131,17 104,81 86,93 74,14 64,58 57,19 51,33 46,40 42,39 39,15 36,22	1431,47	8,0	Si = 12 см
1	0,64	51,17	0,8	0,881	271,59			10,23
2	1,28	62,29	1,6	0,642	197,91			12,46
3	1,92	73,43	2,4	0,477	147,04			14,69
4	2,56	84,56	3,2	0,374	115,29			16,91
5	3,2	95,7	4,0	0,306	94,33			19,14
6	3,84	106,84	4,8	0,258	79,53			21,37
7	4,48	117,97	5,6	0,223	68,74			23,59
8	5,12	129,11	6,4	0,196	60,42			25,82
9	5,76	140,24	7,2	0,175	53,95			28,05
10	6,4	151,38	8,0	0,158	48,71			30,28
11	7,04	162,52	8,8	0,143	44,08			32,50
12	7,68	173,65	9,6	0,132	40,69			34,73
13	8,32	184,79	10,4	0,122	37,61			36,96
14	8,96	195,92	11,2	0,113	34,83			39,18