Расчет на продавливание.
Проверяем монолитную часть или нижнюю ступень монолитной части на прочность против продавливания.
Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится :
,
Площадь расчетного поперечного сечения
Продавливающая сила F= N - A1p = 4040 – 231·9,3 = 1891,7 кН,
где N – расчетное усилие, передающееся с колонны;
A1 – площадь нижнего основания пирамиды продавливания
м2;
р – давление на грунт.
кН.
1891,7 кН < 4035,2 кН, следовательно, прочность монолитной части или нижней ступени против продавливания обеспечена.
Определение площади арматуры фундамента.
Подбор арматуры производим в 3-х вертикальных сечениях, что позволяет учесть изменение параметров его расчетной схемы, в качестве которой принимается консольная балка, загруженная действующим снизу вверх равномерно распределенным реактивным отпором грунта.
Сечение 1 - 1
кН×м.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле:
см2.
Сечение 2- 2
кН×м.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле:
см2.
Сечение 3 - 3
кН×м.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле:
см2.
Из трех найденных значений подбор арматуры производим по максимальному значению, то есть Аsmax = 33,5 см2. Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 17Ø 16 А400 с шагом 250 мм.
Имеем 17Ø 16 А400 с As =34,19 см2 > As1 = As,max =33,5 см2.
Монолитная плита перекрытия сплошного сечения.
Исходные данные.
Монолитная плита перекрытия является элементом балочного перекрытия каркасного монолитного здания с объемно-планировочным решением аналогичным решению, выполненному в сборном железобетоне, представленному на рис.1.
Фрагмент расчетного участка перекрытия в осях А-Б / 3-4.
Плита перекрытия толщиной 160 мм в конструктивной ячейке 6,1 × 7 м, расположение балок вдоль буквенных и цифровых осей. По контуру здания использованы навесные фасадные стеновые панели.
Расчетная схема плиты – плита защемлена по трем сторонам и не имеет опоры на четвертой стороне. Расчетные пролеты: l1 = 6100 – 200 = 5900 мм; l2 = 7000 – 200/2 = 6900 мм, где 200 мм – ширина балки.
Соотношения сторон плиты: - плита работает на изгиб в двух направлениях.
Материалы для плиты
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В15: МПа,МПа;МПа,МПа; коэффициент условия работы бетона.
Арматура – стержни периодического профиля класса A400 диаметром 6-8 мм: МПа,МПа; проволочная арматура класса В500 диаметром 4-5 мм:МПа,МПа.
Определение нагрузок и усилий в плите.
Нагрузка на 1 м2 перекрытия в кН.
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэф-ент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
Постоянная: Ламинат δ = 0.008 м, ρ = 7.5 кН/м3 ДВП δ = 0.012 м; ρ = 6,0 кН/м3 цементно-песчаная стяжка δ = 0.05 м; ρ = 18.0 кН/м3
Монолитная железобетонная плита мм;кН/м3 |
0.060
0.072
0.900
4,000 |
1.1
1.1
1,3
1,1 |
0.066
0.079
1.170
4.400 |
Итого |
5.032 |
– |
5.715 |
в том числе
|
0.500
6.500
4.500 2.000 |
1,3
1,2
1,2 1,2 |
0.650
7.800
5.400 2.400 |
Итого временная нагрузка v: |
7.000 |
– |
8.450 |
Полная нагрузка g + v |
12.032 |
|
14.165 |
Расчетные нагрузки с учетом коэффициента надежности по назначению :
кН/м2;
кН/м2;
кН/м2.
Нагрузка образования трещин в опорных и пролетных сечениях плиты.
При :;;.
Н/см2 = 2,86 кН/м2 < кН/м2;
Н/см2 = 3,43 кН/м2 < кН/м2;
Н/см2 = 3,98 кН/м2 < кН/м2;
Следовательно, на опорах и в пролете плиты образуются трещины.
Момент, воспринимаемый сечением плиты при образовании трещин на длину b = 1 м:
Н/см = 8,41 кН/м.
Вычисляем:
;
;
;
см2.
Расчет несущей способности плиты.
Несущая способность плиты определяется по формуле:
при защемлении по трем сторонам и одном свободном крае вдоль пролета l1
,
где М1, М2 – изгибающие моменты, воспринимаемые в пролете плиты при изгибе соответственно вдоль пролетов l1 и l2; - изгибающие моменты, воспринимаемые на опорах при изгибе вдоль пролетаl1; - то же вдоль пролетаl2.
Задаем коэффициенты ортотропии армирования, которые характеризуют соотношение изгибающих моментов в пролетных и опорных сечениях плиты, приходящихся на единицу длины сечения:
; ;.
.
Откуда m1 = 13,45 кН×м, тогда требуемое армирование плиты
;
; см2.
Используя принятые соотношения вычисляем:
см2; см2; см2.
Окончательно принимаем армирование плиты:
В пролете вдоль l1 Ø12 A-400 с шагом 200 мм (см2); в пролете вдоль l2 принимаем Ø6 A-400 с шагом 200 мм (см2). Должно выполняться условие:
см2 > 1,7 см2 – условие выполняется.
На опорах вдоль l1 принимаем Ø8 A-III с шагом 150 мм (см2); вдоль l2 принимаем Ø5 Вр-I с шагом 100 мм (см2). Должно выполняться условие . Данное условие выполняется в обоих случаях.
Проверка несущей способности:
; вычисляем
Н×см = 25,49 кН × м;
Н×см = 6,59 кН × м;
Н×см = 15,73 кН × м;
Н×см = 9,2 кН × м;
кН/м2 > 10,06 кН/м2.
Прочность плиты обеспечена.
По конструктивным соображениям свободный край дополнительно армируется объемным каркасом К1 из четырех стержней диаметром 10 мм из стали класса A400 для восприятия усадочных и температурных воздействий.