2.2 Расчет фундаментной балки марки фб6-37.

2.2.1 Исходные данные.

По степени ответственности здание относится к 1-ому классу (коэффициент надёжности по назначению конструкций _n=1,0), по условиям эксплуатации ХC1. Конструктивные размеры балки L_к=4,75 B_к=0,52м, b_к=0,25м. Балка изготовлена из бетона класса С20/25 с рабочей арматурой класса S400.

2.2.2 Подсчет нагрузок действующих на плиту.

Таблица 2.2 Нагрузки на 1 м длины балки.

Наименование нагрузки и подсчёт	Нормативная нагрузка кН/м	Коэффициент безопасности γf	Расчётная нагрузка кН/ м
1	2	3	4
1 Постоянная 1.1. Бетон 0,3м×0,26м×24 кН/м^3 1.2. Минеральная вата 0,2м×0,08м ×1,3 кН/м^3 1.3. Блоки стен подвала 0,5м×3,0м×24 кН/м^3 1.4. Цементно-песчаный раствор 0,01м×3,0м ×20 кН/м^3 1.5. Керамическая плитка 0,008м×3,0м ×27кН/м^3 1.6. Гидроизоляция окрасочная 0,002м×3,0м ×11 кН/м^3 1.7. Фундаментная балка 1800,0 кг/(4,75м×100)	1,87 0,02 36,0 0,60 0,65 0,07 3,79	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	2,53 0,03 48,6 0,81 0,87 0,09 5,1
Итого постоянная Gk=	43,00	Gd=	58,05
Полная Gk+ Qk=	43,00	Gd+ Qd=	58,05

2.2.3. Определение расчётной схемы, расчётного пролёта и расчётных усилий M_sd , V_sd.

Расчётный пролёт балки равен расстоянию между точками приложения опорных реакций.

Рисунок 2.6. Определение расчётного пролёта плиты l_eff

Расчётная схема показаны на рисунке 2.7

Рисунок 2.7. Расчётная схема и эпюры M_sd и V_sd плиты

Расчётный максимальный изгибающий момент:

Расчётная максимальная поперечная сила:

2.2.4.Расчёт рабочей арматуры.

Для сечения с одиночным армированием проверяем условие, определяющее положение нейтральной оси. Предполагаем, что нейтральная ось проходит по нижней грани, и определяем область деформирования для прямоугольного сечения b_f’ .

, (2.54)

Где d = h-c

– 20мм предполагаемый максимальный диаметр арматуры.

d = 450мм – 30мм = 420мм

,что указывает на то, что сечение находиться в области деформации 1б.

По формулам таблицы 6.6 находим величину изгибающего момента воспринимаемого бетоном расположенным в пределах высоты полки:

(2.55)

Для тяжёлого бетона принимаем α=1

Расчётное сечение-тавровое, геометрические размеры которого показаны на рисунке 2.8 Бетон тяжёлый класса С20/25, для которого f_ck=20МПа

,

где γ_с=1,5- частный коэффициент безопасности для бетона.

Рабочая арматура класса S400,для которой f_yd = 367МПа (таблица 6.5. [СНБ 5.03.01-02] )

Т.к. =205,41 кНм >, то нейтральная ось проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной b’_f.

Вычисляем значение коэффициента α_m по формуле (2.5):

< L_m,ein=0,387

При найденном значении α_m= 0,115 определили:

η= 0,931

Находим величину требуемой площади растянутой арматуры :

(2.56)

Минимальное значение требуемой площади поперечного сечения арматуры:

= 26f_ctm/f_yk=26*2,2/400=0,143>0,13

Smin= 26*f_ctm/f_yk=26*2,2/400= 0.143>0.13

По таблице сортамента арматуры принимаем четыре стержня диаметром 18 мм класс S400, для которого A_st= 10,17см²

2.2.5. Расчет наклонного сечения балки на действие поперечной силы V_sd.

Поперечная сила от полной расчетной нагрузки V_sd = 127,47 кН, с учетом коэффициента _n=1,0:

Расчет производится на основе расчетной модели наклонных сечений.

Проверить прочность лобового ребра по наклонной полосе между наклонными трещинами, в соответствии с условием:

, (2.57)

(2.58)

(2.59)

Отношение модулей упругости

E_s=2×10⁵МПа- модуль упругости арматуры

E_сm=0,9×32×10³МПа=28,8×10³МПа- модуль упругости для бетона С20/25 подвергнутого тепловой обработке, марки П2 по удобоукладываемости

, (2.60)

Где A_sw = 1,01 мм² – площадь сечения двух поперечных стержней диаметром 8 мм класса S240.

b_w = 250мм – ширина ребра расчетного сечения.

длинной ¼ l, на остальной части пролета (принимаем 300мм)

- принимаем S=150мм

>

η_w1=1+5×6,94×2,7×10^-3=1,09<1,3

η_с1- коэффициент, определяемый по формуле 2.47:

где β₄- коэффициент, принимаемый равным для тяжёлого бетона 0,01

η_с1=1-0,01×13,33 = 0,867

Уточняем значение d:

d = 450-(20+25/2+18) = 399,5мм

V_rd,max=0,3×1,09×0,867×13,33×250×395.5 = 397758кН=397,76кН

V_sd = 127,47кН < V_rd,max = 397,76кН

Следовательно прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена. По формуле 2.48 определим поперечную силу, воспринимаемую бетоном и поперечной арматурой:

где η_с2- коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона равным 2,0.

η_f- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах и определяемый по формуле 2.49:

При этом

520 – 250 = 270 < 3h’_f = 3×100 =300мм

Для расчёта η_f принимаем 270мм

η_N- коэффициент, учитывающий влияние продольных сил, при отсутствии продольных сил = 0.

v_sw- усилие ув поперечных стержнях на единицу длины элемента, определяемое по формуле2.52:

где - расчётное сопротивление поперечной арматуры (таблица 6.5[СНБ 5.03.01-02] )

V_sd = 127,47кН < V_Rd = 222,31кН

Следовательно, прочность на действие поперечной силы по наклонной трещине обеспечена.

2.2.6. Расчёт монтажных петель.

Монтажные петли расположены на расстоянии 650мм от торца плиты. Нагрузка от собственного веса плиты составит:

(2.53)

где

γ_f=1,35

γ_d=1,4- коэффициент динамичности при монтаже

Нагрузка приходящаяся на 1 петлю равна:

P_1k=18*1,4/2= 12,6 кН

Определяем требуемую площадь поперечного сечения одной петли из стали класса S240, для которой f_уd=218MПа

Принимаем арматуру диаметром 12мм класса S240 с ( С учетом нормативного усилия, проходящегося при подъеме на одну петлю)

Кол.

Лист №док.

Подп.

Разраб.

Рук. Проек.

Н. Контр.

Зав.каф..

МГТУ ПГС982

Стадия

Лист

Листов

2

21

Дата

Дуйнов

Опанасюк

Изм.

614/03-АС

Кол.

Подп.

Руковод..

Консульт.

Диплом.

Н.контр.

АСК ГУВПО БРУ 5 Ск

Стадия.

Лист

Листов

Дата

Силков

Изм.

2-70 02 01 01-05/34 ПЗ

Жебрак

Бояренко

Расчетно-конструктивная часть

Лист

№ док.