- •Министерство образования Российской Федерации
- •1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок
- •Компоновка поперечной рамы
- •Определение постоянных и временных нагрузок на поперечную раму.
- •Постоянные и временные нагрузки.
- •Расчётные нагрузки от собственного веса колонн из тяжёлого бетона
- •1.2.2 Крановые нагрузки.
- •1.2.3 Ветровая нагрузка.
- •2. Проектирование стропильных конструкций.
- •2.1. Двухскатная решетчатая балка.
- •2.2. Расчет элементов нижнего пояса балки.
- •2.3 Расчет элементов верхнего пояса балки.
- •2.4. Расчет стоек балки.
- •2.5. Расчет прочности но наклонному сечению опорной части балки.
- •3 Оптимизация стропильной конструкции.
- •4. Определение расчётных комбинаций усилий и продольного армирования.
- •5. Конструирование продольной и поперечно арматуры и расчёт подкрановой консоли
- •6. Расчёт и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну.
- •Список литературы.
6. Расчёт и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну.
Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим усилия Nf и Mf на уровне подошвы фундамента для комбинации усилий.
Анализируя значения в таблицы находим, что наиболее неблагоприятной комбинацией для предварительного определения размеров подошвы фундамента по условию максимального момента эксцентриситета (отрыва фундамента) является вторая комбинация усилий. В этом случае получим следующие значения усилий на уровне подошвы фундамента:
Nnf =Nn=706,68 кН;
Mnf=Mn+Qnhf=-146,91-14,113,0=-189,24 кНм;
e0=Mnf/Nnf=189.24/706.68=0.268 м.
С учётом эксцентриситета продольной силы воспользуемся формулами табл. XII.I. [9] для предварительного определения размеров подошвы фундамента по схеме 2:
Принимаем предварительно размеры подошвы фундамента а=3 м, b=2.4м. Уточняем расчётное сопротивление песчаного грунта оснований согласно приложения 3 [10]:
R=Ro[1+k1(b-bo)/bo]+k2m(d-do)=200[1+0.125(2.4-1)/1]+0.2520(3.15-2)=240.75 МПа, где k1=0.125 и k2 = 0,25 принято для расчетных грунтов по [10].
Определим усилия на уровне подошвы фундамента принятых размеров от нормативных нагрузок и соответствующие им краевые давления на грунт по формулам: Nninf=Nn+abdmn; Mninf=Mn+Qnhf; pnл(п)=Nninf/AfMninf/Wf; где n = =0,95- для класса ответственности здания II; Af=ab=3·2.4=7,2 м; Wf=ba2/6=2.4·3²/6=3.6м3.
Результаты вычисленных усилий, краевых и средних давлений на грунт основания приведен в табл. 1.8
Таблица1.8
Комбинация усилий от колонны |
Усилия |
Давления | |||
Nninf , кН
|
Mninf , кН·м
|
Рnл
|
Рnп
|
рnm
| |
Первая Вторая Третья
|
1160,28 1160,28 1429,65 |
170,07 -189,24 -135,72 |
113,91 213,72 236,26 |
208,39 108,58 160,86 |
161,15 161,15 198,56 |
Так как вычисленные значения давлений на грунт основания рnmax =236,26< 1.2·R=1.2·240,75=288,9 МПа; pnmin=108,58 кПа >0 и pnm=198,56 кПа <R=240.75кПа, то предварительно назначенные размеры подошвы фундамента удовлетворяют предъявляемым требованиям по деформации основания и отсутствия отрыва части фундамента от грунта при краевых нагрузках. Таким образом, оставляем окончательно размер подошвы фундамента а=3 м, b=2,1 м.
Расчёт тела фундамента выполняем для принятых размеров ступени и стакана. Глубина стакана назначаем в соответствии с типом опалубки колонны по приложению V, а поперечное сечение подколонника имеет размеры типовых конструкций фундаментов под колонны промышленных зданий.
Расчёт на продавливание ступеней фундамента не выполняем, т. к. размеры их входят в объём пирамиды продавливания.
Для расчёта арматуры в подошве фундамента определяем реактивное давление грунта основания при действии наиболее неблагоприятной комбинации расчётных усилий (третье) без учёта собственного веса фундамента и грунта на его обрезах. Находим соответствующие усилия на уровне подошвы фундамента: Ninf=Nc=1122.46 кН; Minf=Mc+Qchf=-127.17-9.65·3=-156.12 кН.
Тогда реактивное давление грунта будут равны:
Pmax=1122.46/7.2+156.12/36=199.26 кПа:
Pmin=1122.46/7.2-156.12/36=112.53 кПа;
Расчётные изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 вычисляем по формуле: Mi-i=ba²i(2pmax+pi)/6;
M1-1=2.4·0.35²(2·199.26+189.14)/6=28.79 кН·м;
M2-2=2.4·0.65²(2·199.26+180.47)/6=97.85 кН·м;
Требуемое по расчёту сечение арматуры составит:
As,1-1=M1-1/(Rs·0.9h01)=28.79·106/(280·0.9·260)=439 мм²,
As,2-2=M2-2/(RS·0.9·h01)= 97.85·106/(280·0.9·560)=693 мм²
Принимаем минимальный диаметр арматуры для фундамента при а 3 м равным 10 мм. Для основного шага стержней в сетке 200 мм на ширине b=1.8 м будем иметь в сечении 2-2 10 12 A-II, As=1131 мм². Процент армирования будет равна
=As·100/(bh02)= =1131·100/(2400·560)=0.08%>min=0.05%.
Расчёт рабочей арматуры сетки плиты фундамента в направлении короткой стороны выполняем на действие среднего реактивного давления грунта pm=231.57 кПа, соответственно получим:
M3-3=pmab²1/2=199.26·3·0.6²/2=107.6 кН·м;
As,3-3=M3-3/(Rs·0.9h0)=107.6·106/(280·0.9·260)=1633 мм².
По конструктивным требованиям принимаем минимальное армирование 16 A-II, с шагом 200 мм рис. 6,7
Рис. 6.1. К определению размеров подошвы фундамента.
а – расчетная схема;
б – эпюры давления на грунт;
в – плен фундамента.
Результаты диалога с ЭВМ к расчету и конструированию фундамента.