3.3 Расчёт и конструирование фундамента

Исходные данные:

Бетон класса В20 R_b=11.5 МПа, R_bt=0.9 МПа

Арматура класса А400С, R_s=365 МПа

Расчётное сопротивление грунта R₀=0.2 МПа

Глубина сезонного промерзания грунта H_r=1.8 м

Вычисление размеров подошвы фундамента

Плаща подошвы фундамента вычисляется по формуле:

Где N_n=(N_tot + 6,3*9,8)/1,1=(604,61 + 6,3*9,8)/1,1=605,77 кН продольное усилие по второй группе предельных состояний передаваемое фундаменту колонной;

γ_m =20 кН/м³ средний вес единицы объема фундамента и грунта над ним;

H₁=m_zH_r=0.7×0.9=0.63 см глубина заложения фундамента.

Таким образом:

A_f=605,77*10³/(0,2-0,02*1,8)*10⁶=3,69 м²

Размеры подошвы фундамента в плане принимаются кратными 30см

a_f=b_f= = 1,92 м

Принятые размеры a_f=b_f=2,1 м A_f=a_f*b_f=4,41м²

Вычисление высоты фундамента

Рабочая высота вычисляется из условия продавливания по формуле:

Где N=605,77 кH продольное усилие, которое действует с коэффициентом надёжности по нагрузке γ_m>1;

Давление на грунт под подошвой фундамента от действия продольного расчётного усилия вычисляется по формуле:

P=N/A_f=605,77/4,41=137,36 кН/м²=0,13736 МПа

Таким образом

H₀= - =0,182 м.

Полная высота фундамента при наличии бетонной подготовки вычисляется по формуле:

Н=Н₀+а =18+3,5=21,5 см

Оптимальную высоту фундамента, исходя уз условия конструирования

Н_min=b_col+25=30,5+25=55,5см, принимаем Н=60 см выполняет его двухступенчатым с высотой ступеней по 30см

Вычисление изгибающих моментов

В разрезе 1-1

_{M1=0.125*p*(af-acol)2*bf=0,125*0,125(270-40)2*270*102= =22317187,5кН*см.}

В разрезе 2-2

_{M1=0.125*p*(af-a1)2*bf=0,125*0,125(270-110)2*270*102= =10800000кН*см.}

Вычисление площади сечения арматуры

В разрезе 1-1

As1=M1/(0,9*H0*Rs)=22317187,5/(0,9*270*56,5*102)=16.3 см2

H₀=60 – 16,3=43,7 см

В разрезе 2-2

As2=M2/(0,9*H01*Rs)= 10800000/(0,9*270*26,5*102)=16,7 см2

h₀₁=30 – 16,7=14,3 см

Количество рабочих стержней в каждом направлении вычисляем по большим значениям А_s=8,4 см²_, исходя из максимального допустимого расстояния между стержнями S=20 см.

Таким образом

_{N=(af - 2*5/S)+1=((270-10)/20)+1=11 стержней}

Принимаем 12стержней Ø14А400С, A_s=9,23 см² с шагом 200см.

3.4 Расчёт и конструирование лестничной клетки

Рассчитать и сконструировать железобетонный марш шириной 1,35м для лестниц жилого дома. Высота этажа 3м. Угол наклона марша α=30º, ступени размером 15х30см. Бетон класса В25, арматура каркасов класса А400, сеток – класса А240.

Рисунок 3.3 – Расчетная схема лестничного марша

Собственный вес типовых серийных маршей составляет qⁿ=3,6кН/м² горизонтальной проекции. Расчетная схема марша приведена на рис. 2.1. Временная нормативная нагрузка согласно для лестниц жилого дома рⁿ = 3 кН/м², коэффициент надежности по нагрузке γ_f=1,2; длительно действующая временная нагрузка рⁿ_l = 1 кН/м².

Расчетная нагрузка на 1м длины марша:

где: q – расчетная нагрузка, кН/м²;

а – ширина марша, м.

Расчетный изгибающий момент определяется по формуле:

где: М – расчетный изгибающий момент, кН∙м;

l – расчетный пролет, м.

Поперечная сила на опоре определяется по формуле: