кп жбк 2 жук

В статическом расчете рам учитывается, что ригель в продольном направлении практически не растяжим. Поэтому W’ и W” заменяем одной

W=W’+W”.

W=10,3+6,34=16,64 кН

МА4-4=М1*z+Мр

Мр=Wа*Н2/8 Мр=3,96*8,42/8=34,93 кН*м М1=3*Е*I/H2

z=-R1p/r11 r11=6*E*I/H3 R1p=-3*H*(Wа+Wо)/8 –W МА4-4=155,49+34,93=190,42 кН*м MB4-4=M1*z+(Wо*H2/8)

МВ4-4=155,49+(2,51*8,42/8)=177,63 кН*м

Рисунок 19 – Эпюра моментов от ветровой нагрузки

Опора А:

∑М0=QA4-4*H-MA4-4-(Wа*Н2/2)=0 QA4-4*8,4-190,42-(3,96*8,42/2)=0 QA4-4=39,3 кН

Опора В:

∑М0=QB4-4*H-MВ4-4-(Wо*H2/2)=0 QB4-4*8,4-177,63-(2,51*8,42/2)=0 QB4-4=31,69 кН

(Wа+Wо)*Н+W=QA4-4+QB4-4 (3,96+2,51)*8,4+16,64=39,3+31,69 70,99=70,99

Таблица 3 – Определение расчетных сочетаний и усилий в сечении 4-4

В РСУ учитывается вероятность одновременного воздействия нескольких нагрузок:

Pd+φ1t*P2+φ2t*P1

φ1t=1 (для наибольшего силового фактора) φ2t=0,9 (для наименьшего силового фактора) Расчет идет на две комбинации:

Ветер слева.

М=-20,43-177,63*0,9-7,49*1=-187,79 кН*м N=395,35+0*0,9+84,67*1=480,02 кН Q=-42,18-31,69*0,9-2,68*1=-73,38 кН Ветер справа.

M=-20,43-177,63*1-7,49*0,9=-204,80 кН*м N=395,35+0*1+84,67*0,9=471,55 кН Q=-42,18-31,69*1-2,68*0,9=-76,28 кН

Принимаю вторую комбинацию.

2. Расчет фундамента.

2.1.Определение нагрузок и усилий.

Расчет ведем по наиболее опасной комбинации расчетных усилий в сечении

4 – 4: М=-187,79 кН*м N=480,02 кН Q=-73,38 кН

Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В7,5.

Нормативные значения получаем делением расчетных нагрузок на усредненный коэффициент надежности по нагрузке γ=1,15.

Mн=-187,79/1,15=-163,3 кН*м

Qн=-73,38/1,15=-63,81 кН

Nн=480,02/1,15=417,41 кН

2.2. Определение геометрических размеров фундаментов. Расчет внецентренно нагруженного фундамента.

1) Предварительная площадь подошвы фундамента.

Атр=1,2*Nн/(Rgo-γm*H),

где Rgo – расчетное сопротивление грунта;

γm – осредненное значение собственного веса материала фундамента и его грунтов; Н – глубина заложения фундамента.

Атр=1,2*417,41/(180-20*1,8)=3,48 м2

Принимаем глубину промерзания 1,8 м.

Назначаем соотношение сторон bf=0,6af → a=√(3,48/0,6)=2,41 м b=2,41*0,6=1,45 м

По конструктивным соображениям задаем размеры подошвы:

а=2,4 м, b=1,5 м.

Площадь подошвы А=2,4*1,5=3,6 м2 Так как ширина подошвы более 1м и глубина заложения отлична от 2 м

необходимо уточнить нормативное давление на грунт основания. Так как d(H)=1,8 – глубина заложения, d ˂ 2 м, то формула:

Rg=Rg0*[1+k1*(b-b0)/b0]*(d+d0)/2*d0,

где Rg0 – сопротивление грунта равный 0,18 МПа; k1 – для глинистых грунтов равно 0,05;

γII’ – расчетное значение удельного веса грунта расположенного выше подошвы фундамента, равно 18 кН/м3;

k2 – для глины равно 0,15; d0=2 м;

b0=1 м.

Rg=0,18*[1+0,05*(2,4-1)/1]*(1,8+2)/2*2=0,183 МПа Корректирую площадь.

Атр=1,2*Nн/(R-γm*H) Атр=1,2*417,41/(183-20*1,8)=3,41 м2

Назначаем соотношение сторон b/a=0,6 → a=√(3,41/0,6)=2,38 м b=2,38*0,6=1,43 м

По конструктивным соображениям задаем размеры подошвы: a=2,1 м, b=1,8 м.

Площадь подошвы А=2,1*1,8=3,78 м2

2) Определяем высоту фундамента.

Нof=-(bk+hk/4)+1/2*√(N4-4/(Rbt+(N4-4/A))

Глубина стакана: dc=hk*[1-0,8*(hk-0,9)]=0,5*[1-0,8*(0,5-0,9)]=660 мм

dc ≥ 40*ds=40*16=640 мм dc ≥ 1,5*bк=1,5*500=750 мм

ds – диаметр арматуры в колонне. Принимаю 16 мм. Принимаю dc=750 мм, как наибольшее.

Глубина стакана: dp=dc+50=750+50=800 мм Рассчитываем высоту фундамента:

Hof=dc+50+250=750+50+250=1050 мм=1,05 м

а=aз+d/2=40+16/2=48 мм Принимаю а=50 мм.

Определяем рабочую высоту фундамента из условия прочности на продавливание:

Ho=-(0,5+0,5/4)+1/2*√(410,04/(1050+(410,04/6,3))=0,05 м

Полная высота фундамента Нf=0,05+0,05=0,1 м ˂ 1,8 м, следовательно принятой высоты фундамента достаточно.

Высота фундамента Hf=Нof+а=1050+50=1100 мм = 1,1 м

2.3.Расчет тела фундамента.

Проверяю принятые размеры подошвы фундамента.

Расчет выполняется на нормативные усилия на уровне подошвы фундамента:

Продольная сила в уровне подошвы фундамента.

Nr=Nn+γn*H*A Nr=417,41+20*1,8*3,78=560,87 кН

Mr=Mn+Q*Hf Mr=-163,3-63,81*1,1=225,16 кН*м

e0=Mr/Nr

e0=225,16/560,87=0,3 м

рmax=(Nr/af*bf)*(1+6*(e0/af)) ≤ 1,2*Rg рmax=(560,87/2,1*1,8)*(1+6(0,3/2,1))=275,98 кН/м2 ≥ 1,2*183=219,6 кН/м2

рmin=(Nr/af*bf)*(1-6*(e0/af)) ≥ 0,25*Rg рmin=(560,87/2,1*1,8)*(1-6*(0,3/2,1))=62,96 кН/м2 ≥ 0,25*183=45,75 кН/м2

рm=Nr/af*bf ≤ Rg рm=560,87/2,1*1,8=148,38 кН/м2 ≤ 183 кН/м2

Так как условия не выполняются, то изменяю размеры подошвы фундамента. Принимаю а=2,4 м и b=2,1 м, площадь А=2,4*2,1=5,04 м2.

Пересчитываю условия с принятыми размеры подошвы фундаментов.

рmax=(560,87/2,4*2,1)*(1+6(0,3/2,4))=194,74 кН/м2 ≤ 1,2*183=219,6 кН/м2 рmin=(560,87/2,4*2,1)*(1-6*(0,3/2,4))=54,91 кН/м2 ≥ 0,25*183=45,75 кН/м2 рm=560,87/2,4*2,1=111,28 кН/м2 ≤ 183 кН/м2

2.4.Расчет армирования.

Определяем напряжение в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны a без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок.

Методом интерполяции находим р1, р2, р3.

р1=173,9 кН/м2

р2=153 кН/м2

р3=128,7 кН/м2

Рисунок 20 – Конфигурация фундамента

рm1=(pmax+p1)/2=(194,74+173,9)/2=184,32 кН/м2 pm2=(p1+p2)/2=(173,9+153)/2=163,45 кН/м2 pm3=(pm+p3)/2=(111,28+128,7)/2=119,99 кН/м2

Момент в сечении 1-1:

М1-1=рm1*(af-a1)2*bf/8 M1-1=184,32*(2,4-1,8)2*2,1/8=17,42 кН*м

Момент в сечении 2-2:

М2-2=pm2*(af-a2)2*bf/8 M2-2=163,45*(2,4-1,2)2*2,1/8=61,78 кН*м

Момент в сечении 3-3:

M3-3=pm3*(af-hc)2*bf/8 M3-3=119,99*(2,4-0,5)2*2,1/8=113,71 кН*м

Момент в сечении 4-4:

M4-4=pm*(bf-bc)2*af/8 M4-4=111,28*(2,1-0,5)2*2,1/8=74,78 кН*м

Требуемое сечение арматуры в направлении длинной стороны.

А1-1s=M1-1/(0,9*h01*Rs) A1-1s=17,42/(0,9*0,25*355*103)=0,187*10-3 м2=187 мм2

A2-2s=M2-2/(0,9*h02*Rs) A2-2s=61,78/(0,9*0,55*355*103)=0,352*10-3 м2=352 мм2

A3-3s=M3-3/(0,9*h03*Rs) A3-3s=119,99/(0,9*1,75*355*103)=0,214*10-3 м2=214 мм2

A4-4s=M4-4/(0,9*Hof*Rs) A4-4s=74,78/(0,9*1,75*355*103)=0,134*10-3 м2=134 мм2

Выбираем опасное сечение 2-2.

Устанавливаем сетку С-1:

2.5.Проверка прочности плитной части на продавливание.

Рисунок 21 – Схема продавливания плитной части фундамента Определение расчётного контура на продавливание:

h0r/2=300/2=150 мм N=N4-4+Gw+Gp,

где Gw – вес стены;

Gp – вес подколонника.

N=480,02 +147,96+34,65=662,63 кН

М=М4-4+Q4-4*hp-Gw*eow

M=-187,79 -73,38*0,75-147,96*0,4=-302,01кН*м

Условие продавливания фундамента:

F/U +M/Wb ≤ Rbt*h0r

Продавливающая сила F:

F=N-pm*A,

где N – усилие в сечении 4-4; pm – среднее давление;

А – площадь основания.

pm=N/af*bf

pm=480,02/2,4*2,1=95,24 кН/м2 A=(ap+h0r)*(bp+h0r)

A=(1,2+0,15)*(1,05+0,15)=1,62 м2

F=480,02-95,24*1,62=325,73 кН Периметр зоны продавливания U:

U=[(ap+hor)+(bp+hor)]*2 U=[(1,2+0,15)+(1,05+0,15)]*2=5,1 м

Wb=(ap+h0r)*[((ap+h0r)/3) +bp+hor] Wb=(1,2+0,15)*[((1,2+0,15)/3)+1,05+0,15]=2,23 м2 325,73/5,1 + (-302,01)/2,23=71,57 ≤ 1050*0,15=157,5

Условие выполняется. Прочность на продавливание обеспечена.

2.6. Расчет продольной арматуры подколонника. Размеры стакана hcf x bcf=1200х1050 мм. Эксцентриситет от фундаментной балки e0w=0,5 Определяем усилие в уровне дна стакана.

М=М4-4+Q4-4*dp+Gfb*e0w

M=-187,79-73,38*0,8+8*0,4=226,89 кН*м N=N4-4+Gfb

N=480,02+8=488,02 кН e0=M/N=226,89/488,02=0,31 м eα=hcf/30=1,2/30=0,04 м

e0 > eα

e0 > hк/6=0,5/6=0,08 м

e0 ˂ 0,3*hocf=0,3*1,2=0,36 м

е=е0+(hcf/2)-a

e=0,31+(1,2/2)-0,05=0,86 м

γb1*Rb*bcf*hcf ≥ N

1*14,5*103*1,2*1,05=18270 кН ≥ 480,02 кН Нейтральная ось находится в сжатой полке.

ξ=N/(γb1*Rb*bcf*hocf) ξ=480,02/(1*14,5*103*1,05*1,14)=0,03

ξR=0,8/(1+(Rs/700))

ξR=0,8/(1+(355/700))=0,53

ξ=0,03 ˂ ξR=0,53, следовательно применияю формулу:

As=As’=[(γb1*Rb*bcf*h0cf)/Rs]*[(α-ξ*(1-ξ/2)/(1-δ)] α=N*e/(γb1*Rb*bcf*h0cf)

α=480,02*0,86/(1*14,5*103*1,05*1,14)=0,024 δ=a/h0cf=0,05/1,14=0,04

Аs=As’=[(1*14,5*103*1,05*1,14)/355*103]*[(0,024-0,03*(1-0,03/2)/(1-0,04)]= -0,00028 м2 ˂ 0

Назначаем арматуру по конструктивным соображениям.

Из конструктивных соображений принимаем минимальную площадь сечения продольной арматуры при μ=0,001:

Аs=As’=μmin*b*h0cf=0,001*275*1140=313,5 м2

Принимаю Аs=As’=452 мм2.

2.7. Расчет поперечной арматуры подколонника.

е0=M/N=187,79/488,02=0,33 м

е0=0,33 м > hк/2=0,5/2=0,25 м

Мkx=0,8*(M4-4+Q4-4*dp-0,5*N4-4*hc)-Gfb*e0w Mkx=0,8*(-187,79-73,38*0,8-0,5*488,02*0,5)-8*0,4=-281,34 кН*м

Поперечное армирование выполняем по расчёту.

Проектируем в виде горизонтальных сеток С-3 из арматуры А240, шаг сеток S=120 мм – 5 сеток в пределах высоты подколонника.

Asw ≥ Mkx/Rsw*∑zi=281,34/170*103*(0,1+0,16+0,31+0,46+0,61)=1002,6 мм2

Рисунок 22 – К расчету поперечного армирования фундамента

Принимаем для сеток поперечные стержни 4Ø8 из арматуры класса А240.

Аsw=201 мм2.

С-3:

Ставим сетку С-4: