Тема: Расчет фундамента под колонну

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Строительство
  • Язык:
    Русский
  • Формат файла:
    MS Word
  • Размер файла:
    340,15 Кб
Расчет фундамента под колонну
Расчет фундамента под колонну
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Введение

В соответствии с заданием необходимо рассчитать и конструировать сборную железобетонную ребристую панель перекрытия размером 1,5*6,0; выполнить расчёт и конструирование сборного железобетонного ригеля шириной в=30 см, h=60 см; выполнить расчет и конструирование средней колонны 1 этажа; выполнить расчёт и конструирование фундамента под среднюю колонну.

1. Расчёт фундамента под среднюю колонну

Исходные данные:

вк=hk=40 см

dз.ф=1,6 м

R0=200 кПа

N=722,57 кН

ɣср=20 кн/м3

а=7 см

Выбор материалов:

Бетон класса В15

Rвt=0,75 мПа=750 кПа

Арматура класса А-ll

Rs=280 мПа

Определяем требуемую площадь подошвы фундамента.

Афтр==2

Требуемые размеры подошвы фундамента.

афтр=втрф=фтр=м

аф=вф=2,1 м

Площадь подошвы фундамента.

Аф=аф*вф=2,1*2,1=4,41 м

Давление грунта под подошвой фундамента.

Ргр=N/Аф+ ɣср*dз.ф=722,57/4,41+20*1,6=195,85 кпа.

Т.к. Ргр=195,85 кпаR0=200 кпа, размер подошвы принят верно.

Высоту фундамента определяем из трёх условий.

а) из условия обеспечения прочности фундамента на продавливание.

Нф1=Н0+а=0,237+0,07=0,307 м

h0ф==-+=0,237 м.

Из условия надёжного закрепления колонны в стакане фундамента.

б) Нф2=кст+hcт=0,2+1,5*вк=0,2+1,5*0,4=0,8 м

в) Из условия прочности фундамента на действие поперечной силы.

Нф3=h03+a=0,39+0,07=0,46 м

h03=в==0,39

Qmax=1/2*Pгр*аф*(вф-вк)=1.2*195,85*2,1*(2,2-0,4)=349,59 кн

Афв=1,2

Определяем высоту фундамента.

Нф=0,8 м

Определяем количество ступеней принимаем.

h1=0,4 м; h2=0,4 м

Определяем максимально изгибающий момент.

Мmax=1/8*Ргр*аф*(вф-вк)2=1/8*195,85*2,1*(2,1-0,4)2=148,57 кнм

Требуемая площадь рабочей арматуры.

Аsтр=Mmax/Rs*η*h0=148,57*100/280*0,1*0,9*73=8,08 см2

h0=Hф-а=80-7=73 см.

Принимаем шаг стержней S=200 мм, количество стержней.

n=aф/S+1 =2,1/ 0,2+1=1,1, в одном направлении.

Требуемая площадь одного стержня.

Аsiтр= Аsтр/h=8,08/11=0,735 см2

По сортаменту принимаем.

10А-ll с Аs=10*0,785=7,85 см2 в одном направлении

Расчёт плиты перекрытия по несущей способности. Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия

Вид нагрузкинорматYfрасчетнаядлкрдлкрI. Постоянная. 1) Собственный вес ксилолитового пола при наличии бетонной стяжки gн=1,1 кн/м²1,11,21,322) Собственный вес плиты перекрытия gн=G/B*L=15/1,5*6=1,671,671,11,84Итого. II. Временная 1) Полезная нагрузка на перекрытие производственного здания. Рнндлнкр=1,0+1,02,77 1,0 1,0 1,33,16 1,3 1,3Всего3,771,04,461,3gн=4,77 кн/м² gн=5,76 кн/м²

Сбор нагрузок на 1 м² полки плиты. (кн)

Вид нагрузкинорматÝfрасчётнаядлкрдлкрI. Постоянная. 1) Собственный вес ксилолитового пола при наличии бетонной стяжки gн=1,1 кн/м²1,11,21,322) Собственный вес полки плиты gн=жб=0,03*25=0,750,751,10,83Итого II. Временная. 1) Полезная нагрузка на перекрытие производственного здания Рнндлнкр=0,3+1,8=2.11,85 1,0 1,0 1,32,15 1,3 1,3Всего2,851,03,451,3

gн=3,85 кн/м² gр=4,75 кн/м²

Опалубочный чертёж.

Выбор материалов.

Принимаем бетон кл. В20

Расчётные характеристики.

Rв=Rвγв2=11,50,9=10,35 мпа

Rвt=Rвtγв2=0,90,9=0,81 мпа

Арматура:

Для сеток Вр-l

Rs=(375-360) для 3- 5 (мпа)

Для каркасов А-lll

Rs=355 для 6-8 (мпа)

Rs=365 для 10-40 (мпа)

Расчёт полки плиты.

Расчётная схема.

Мmах = qрl²0/48=4,751,38²/48=0,19 кнм

Расчётное сечение

ho=h-a=3-1,5=1,5 (см)




Компоновка схемы перекрытия.

Определяем коэффициент

А0=Мmax/Rввh0²=0,19100/10,350,11001,5²=0,082

η (A0=0,082)=0,957

ε (A0=0,082)=0,086

Определяем высоту сжатой зоны х

Х=εh0=0,0881,5=0,132 (см)

Требуемая площадь рабочей арматуры

Asтр= МmaxRsηh0=0,191003650,10,9571,5=0,36 см²

По сортаменту сварных сеток (ГОСТ 8478-86*) принимаем сетку из обыкновенной арматурной проволоки марки.

Вр-l-200-3 с Аs=0,4 см² с рабочей арматурой в обоих направлениях

Вр-l-200-3

Спецификация

П1. 3Вр-l L=5940 n=8

Вес 0,0565,94=0,338=2,64 кг

П2. 3Вр-l L=1430 n=31

Вес 0,0561,43=0,0831=2,48

Mc1=5,12 кг

2. Расчёт поперечных рёбер

Поперечные ребра рассматриваем как балку частично защемленную в продольных ребрах и загруженную равномерно распределённой нагрузкой.

qтр=gртабл(2Lполки2+вр)=4,75(21,382+0,09)=6,98 кн/м

Статический расчёт.

Расчётная схема

gтр=6,98 кн/м




Мmax=qтрl0²12=6,981,36²12=1,08 кнм

Qmax=qтрl04=6,981,364=2,37 кн

В=9+4=6,5 см=7 см

Bfвр+2 всв=7+2

Принимаем а=3 см, h0=h-a=14-3=11 см

Расчёт по нормальному сечению. Определяем момент воспринимаемый верхней сжатой полкой.

Мf´=Rв вf´ hf´(h0-hf´2)=10,35=1533,87 кнсм=15,34 кнм

Т.к. Мmax=1,08f´=15,34 кнм нейтральная ось находиться в верхней сжатой полке (первый случай расчёта), сечение доводим до прямоугольного с размерами вf´ и h.

Определяем коэффициент

А0=Мmax0²=²=0,017

Сравниваем А0 и А0max

Т.к. А0=0,0170max=0,43 армирование одиночное.

Определяем коэффициенты.

η (A0=0,016)=0,992

ε (A0=0,016)=0,017

Определяем высоту сжатой зоны х

Х=0=0,017

Сравниваем х и hf´

Т.к. х=0,19 нейтральная ось действительно располагается в верхней сжатой полке.

Требуемая площадь рабочей арматуры

Аsтр=Мmax0=

По сортаменту принимаем 1 6А-lll с Аs=0,283 см²

ds=6A-lll dsw=3Bp-l1=6A-lll

Расчёт по наклонному сечению.

Определяем условие образования наклонных трещин.

Qmaxвt

Qвt=

Т.к. Qmax=2,37 кнQвt=3,74 кн наклонные трещины не образуются.

Определяем шаг поперечной арматуры.

Sswоп=10 см

Sswcр=

Максимально допустимый шаг

Sswmax=0²==43,4 см.

Расчёт продольных рёбер.

Продольные рёбра рассматриваем как балку на двух опорах загруженную равномерно распределённой нагрузкой

Схема опирания плиты

L0=Lконстр-2оп/2= 5970-2=5835 мм

Статический расчёт.

qp=gpB=4,751,5=7,13 кн/м

Расчёт по нормальному сечению.

Расчётное сечение.


вf´=

Определяем момент воспринимаемый верхней сжатой полкой.

Мf´=Rввf´f´(h0-hf´/2)=

=10,35

Сравниваем Мmax=30,4 кнмf´=115,6 кнм нейтральная ось находиться в верхней сжатой полке (первый случай расчёта). Сечение доводим до прямоугольного с размерами вf´ и h.

Определяем коэффициент А0.

А0=Мmax/Rвf´02=30,42=0,028

Сравниваем А0 и А0max

Т.к. А0=0,028А0max=0,43 армирование одиночное.

Определяем коэффициенты.

η(А0=0,033)=0,986

ε(А0=0,033)=0,028

Определяем высоту сжатой зоны х.

Х=ε0=0,028см

Сравниваем х и hf´ т.к. х=0,73f´=3 см случай расчёта выбран верно.

Требуемая площадь рабочей арматуры

Атрs=Mmax/Rsηh0=30,42

По сортаменту принимаем

lll с Аs=4,02 см2

Диаметр поперечной арматуры принимаем по таблице условий сварки.

ds=16A - lll и dsw=4Bp-l

Диаметр верхней монтажной арматуры.

ds1=6A-lll

Расчёт по наклонному сечению. Поверяем условия образования наклонных трещин.

QmaxQвt; Qвt=0,6Rвth0в=0,6

Т.к. Qmax=20,82 Qвt=17,06 кн условии не соблюдаются наклонные трещины образуются.

Определяем шаг поперечной арматуры.

Sswoп=15 см

Sswср=30 см

Определяем максимально допустимый шаг.

Sswmax=1,5вtвh0/Qmax=1,52/20,82=55,3 см

принятые шаги не превышают Sswmax

Определяем усилия на 1 длину поперечного стержня.

qsw=Aswisw/Sswоп=0,1260,1/15=0,45 кн/см

Проверяем прочность наклонного сечения с учётом постановки поперечной арматуры.

QmaxQвsw; Qвsw=2=

кн

Т.к. Qmax=20,82 кнQвsw=52,56 кн диаметр и шаг поперечной арматуры приняты верно.

Проверяем прочность сжатого бетона между наклонными трещинами.

Qmaxв;

Qв=0,35вв0=max=20,82 кнQв=127,15 кн.

Размеры поперечного сечения и класс бетона выбраны верно.

3. Расчёт сборного железобетонного ригеля


Агр=62

Вес ригеля G=вhLγжб=0,3

qp= gpгр+Gриг /Lγf=5,76

Определение размеров ригеля.


Lконстр=6000-2

L0=Lконстр-2оп/2=

-2

Выбор материалов.

Бетон класса В25

Арматура класса А-III

Расчётные характеристики:

Rв=Rв (табл)γв2=14,50,9=13.05 мпа

Rв=Rвt(табл)в2=1,05

Rs=365 мпа ()

Расчёт по нормальному сечению.

h0=h-a=60-5=55 см

Определяем коэффициент А0

А0=Mmax/Rвh02=135,0913,052=0,114

Сравниваем А0 и А0max

Т.к. А0=0,114А0max=0,422 армирование одиночное.

Определяем коэффициенты.

η(А0=0,114)=0,940

ε (А0=0,114)=0,121

Определяем высоту сжатой зоны х

Х=εh0=0,11955=6,66 см


Аsтр=Мmax/Rsηh0=100/3657,16 см2

3-lll с Аs=7,63 см2s=18A-lll dsw=5Bp-ls1=8A-lll

Расчёт по наклонному сечению.

Проверяем условия образования наклонных трещин.

QmaxQвt

Qвt=0,6Rвtвh0=.

Т.к. Qmax=103,32 кнQвt=93,65 кн наклонные трещины образуются.

Определяем шаг поперечных стержней.

Sswоп=20 см

Sswcp=45 см

Sswmax=1, 5вt02/Qmax=

=1,52/103,32=124,5 см

Определяем усилие на единицу длины поперечного сечения.

qsw=AswiRsw/Sswоп=0,196/20=0,76 кн/см.

Проверяем прочность наклонного сечения с учётом постановки поперечной арматуры.

QmaxQвsw;

Qвsw=2√(2×RBt×в×h02×qsw)=2√(2× 0,945× 0,1× 30× 552 ×0,76)=228,34

т.к. Qmax=103,32 кнQв=228,34 кн шаг поперечной арматуры приняты верно.

Проверяем прочность сжатого бетона между наклонными трещинами.

Qmaxв;

Qв=0,3*Rв*h0*в=0,3*13,05*0,1*30*55=646 кн

Т.к. Qmax=103,32 кнQв=646 кн, размеры поперечного сечения и класс бетона приняты верно.

Спецификация.

П. 12 lll L=5540 n=1

Вес 1,9985,54=11,07 кг

П. 13-lll L=5540 n=1

Вес 0,395

П. 14-l L=550 n=21

Вес 0,154

mkp1=15,04 кг

Соединительные стержни.

П. 15l L=280 n=42

Вес 0,154

Масса конструкций

mконстр=mст+mбет=46,93+2420=2466,93 кг

mст=mкр3+mсоед.ст=15,043+1,81=46,93

mбет=Vбет*об.бет=1,1*2200=2420 кг

Vбет=в* h*L=0,3*0,6*5,56=1,1м3

Расчёт средней колонны 1 этажа. Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия (кн)

Вид нагрузки.нормативнаяYfрасчетнаядлкрдлкрl. Постоянная 1. Защитный слой гравия =10 см

=16 =1,3

gн=0,01×16 кг/м2=0,16

-х слойный рулонный ковер

gн=9 кг/м2=0,09 кн/м2

,16

,09

,3

,2

,21

0,1082. Цементно-песчаная стяжка,=15 мм=0,015 м; =20 кн/м3

g=0,015×20=0,3

,3

,3

0,393. утеплитель минераловатные плиты 100 мм=0,1; =1,25 кг/м3

g=0,1*1,25=0,125

,125

,2

0,154. пароизоляция (1 слой рубероида) g=3 кг/м2=0,03 кн/м20,031,50,045. собственный вес плиты. g=G/B*L=15/1,5*6=1,671,671,11,84Итого. ll. Временная. 1. Снеговая (lV район по весу снегового покрова) Рндлнкрн=0,63+0,632,375 0,84 0,84 2,738 1,2 1,2Всего.3,2150,843,9381,2

gн =4,06 кн/м2 gp=5,14 кн/м2

Определение грузовой площади.


Агр=6*6=36 м2;

Определение высоты колонны.


Нкол=отм. под - 0,25+Нэт+0,35=1,9-0,25+0,35+3,3=5,3 м

Сбор нагрузок на колонну

Вид нагрузки.длителкратков1. Нагрузка от собственного веса покрытия и снега. N1дл=gдлргр=3,94*36=141,84 N1кр= gдлргр=1,2*36=43,2 141,84 43,22. Нагрузка от собственного веса перекрытия. N2дл= gдлргр*(n-1)=4,46*36*(3-1)=318,96 N2кр= gдлргр*(n-1)=1,3*36*2=93,6 318,96 93,63. Нагрузка от собственного веса ригелей. N3дл=Gриг* n*Yf=24,67*3*1,1=81,41 81,414. Нагрузка от собственного веса колонн. N4дл=в*h*Hэт* n* Yf*Yжб=0,4*0,4*3,3*3*25*1,1=43,56 43,56Всего.585,77136,8

Нагрузка на колонну.

N= Nдл +Nкр=585,77+136,8=722,57 кн

Расчёт колонны. Расчётная схема.


Расчётное сечение


Выбор материалов. Бетон класса В25.

Rв= Rв.(табл)*Yв2=14,5*0,9=13,05 мПа

Арматура класса А-ll.

Rsc=280 мПа.

µопт=0,01

Определяем коэффициент α

α =Rs/Rb* µопт=280/13,05*0,01=0,215

Определяем отношение.

==0,81; ʎ===8,25

Находим коэффициенты.

γв=0,91; γж=0,91

Определяем коэффициенты продольного изгиба.

γ= γв+2*(γж - γв)* α=0,91+2*(0,91-0,91)*0,215=0,91

γв=0,91= γж=0,91

Требуемая площадь рабочей арматуры.

Аscтр=== -46,213 см2

из конструктивных соображений принимаем минимум армирования.

Аsc=µmin*b*h=0,005*40*40=8 см2

По сортаменту принимаем.

16А-ll c As=8,04 см2

µфакт= Аsc/b*h=8,04/40*40=0,005

αфакт=Rsc/Rb* µф=280/13,05*0,005=0,107

γф= γв+2*(γж - γв)* αф=0,91+2*(0,91-0,91)*0,107=0,91

γв=0,91; γж=0,91

Nγф=m* γф*(Rb*b*h+Rsc* Аsc)=

=1*0,91*(13,05*0,1*40*40+280*0,1*8,04)=2104,94 кн

Т.к. N=722,57 кн Nγф=2104,94 кн; колонна посчитана верно.

Диаметр поперечной арматуры.

dsw=Ø6A-l

Ssw=30 см

П20..16А-ll L=3020 n=1

Вес 1,578*3,02=4,77 кг

П21.6А-l L=1080 n=3

Вес 0,222*1,08=0,24*3=0,72 кг

П22.6А-l Lср=720 n=2

Вес 0,222*0,72=0,16*2=0,32

m kp5=5,81 кг

mконстр=mст+mбет=53,65+2288,5=2342,15 кг

mст=mс3*2+mc4*2+mkp4*2+mkp5*2+mсоед.ст=0,19*2+0,34*2+18,34*2+5,81*2+4,25=53,62 кг

mбет=Vбет*ɣоб.бет=0,995*2300=2288,5 кг

Vбет=0,995 м3

Колонна К1. Опалубка. Армирование.


Расчет фундамента под среднюю колонну

Вк=hк=40 см

dзф = 1,6

R0=200 кПа

N=722,57 кПа

ϒкр=20 кН/м3

а=7 см

выбор материала

Бетон кл А-II

Rs=280 мПа

фундамент площадь давление плита

Похожие работы

 

Не нашел материала для курсовой или диплома?
Пишем качественные работы
Без плагиата!