Чтобы сопоставить силу сопротивления и силу продавливания, надо спроектировать на одну из плоскостей выбранной системы координат противоборствующие силы.

Введение.

В дипломном проекте рассматривается 9-ти этажное здание с 1-м подземным этажом, из которых 9-й этаж – технический, на подземном размещена стоянка автомашин, на первом расположена приемно-вестибюльная группа, офисы, служебные, складские, административные и бытовые помещения, на остальных - номера гостиницы и офисы. (конструкции полов см. раздел “Архитектура”).

В качестве фундаментов здания принята сплошная монолитная плита толщиной 650 мм на естественном основании. Отметка низа фундаментной плиты 145.00.

Стены подземной части - монолитные железобетонные толщиной 400 мм. Гидроизоляция пола и стен подвала - оклеечная на битумной мастике. Под фундаментной плитой устраивается пластовьй дренаж, вокруг здания на уровне подошвы фундаментной плиты - кольцевой, трубчатый.

Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечены совместной работой монолитных междуэтажных безбалочных перекрытий высотой 240 мм и 300 мм (над подвалом), опирающихся на монолитные колонны и пилоны каркаса и вертикальные монолитные стены лестнично-лифтовых боков толщиной 200 мм.

Лестничные марши монолитные,

Межквартирные стены из пустотелого кирпича толщиной 250 мм.

Межкомнатные перегородки из пустотелого кирпича толщиной 120 мм.

Наружными ограждающими конструкциями здания являются ненесущие стены толщиной 250 мм, из полнотелого красного кирпича. Стена утеплена негорючими минераловатными плитами, покрытыми стеклохолстом.

Наружный облицовочный слой - искусственная керамическая плитка толщиной 10 мм по алюминиевому каркасу.

Четырехэтажные боковые части здания -штукатурные по технологии фирмы «Альзекко», при которой слой штукатурки наносится на утеплитель из минераловатных плит.

Ограждением лестнично-лифтовых групп, соединяющих боковые секции с центральным объемом, являются витражи с раздельным двойным остеклением и алюминиевым каркасом. Окна и балконные двери с тройным остеклением (однокамерный стеклопакет + стекло) и деревянными переплетами.

Кровля плоская, эксплуатируемая с внутренним водостоком.

Гидроизоляция кровли - рулонная многослойная на битумной мастике.

Здание отнесено к II группе по степени огнестойкости. Требуемая степень огнестойкости обеспечена необходимой толщиной защитного слоя бетона.

Перекрытие над автостоянкой, толщиной 300 мм является противопожарным и рассчитано на 2,5 часа по пределу огнестойкости.

 

Характеристики бетона и арматуры.

Принимаем бетон класса В-25:

 

-сжатие осевое – R_b=14.5МПа

-ратяжение осевое – R_bt=1.05МПа

-начальный модуль упругости бетона – Е_b=30Мпа;

 

Принимаем арматуру:

 А-400                                                                A-240

-расчетное сопротивление растяжению/сжатию

(Ф6-8мм) –R_sc=R_s=355МПа                        Rsw=285МПа

(Ф10-40мм)- R_sc=R_s=365МПа                     Rsw=290МПа

 

Рассмотрим секцию с максимальным пролетом 7,6м. в осях 14-15, Б-В.

Прежде чем приступить к подбору арматуры необходимо уточнить толщину плиты из условия прочности плиты на продавливание колонной.

 

Уточнение толщины плиты перекрытия из условия прочности плиты на продавливание колонной.

 

Толщина плиты принимается из конструктивных предположений, которая предполагает сообщение плите определённой жёсткости.

Примем h=300мм.

 

Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка на колонну с данного перекрытия:

 

 

Нагрузка N_c , приходящаяся на колонну:

 

 

Она распределяется в пределах толщины перекрытия под углом 45⁰ к горизонту, образуя условно так называемую призму давления (продавливания).

Условно эту нагрузку можно разделить на одну часть N₁ и две части N₂. Доля внешней нагрузки N₁, занимающая на поверхности плиты площадь, равную площади подошвы призмы давления, взятой на уровне арматуры, создаёт в пределах объёма призмы давления центральное сжатие. Остальная часть внешней нагрузки (силы N₂) создаёт в пределах толщины плиты скалывающее напряжённое состояние. Как только главные растягивающие напряжения, действующие по граням призмы продавливания, преодолевают прочность бетона на растяжение, происходит разрыв бетона по граням призмы и продавливание перекрытия в объёме прзмы продавливания.

Сила продавливания: 

 

 

 

При расчете перекрытий рассматриваются две схемы загружения. По 1-ой схеме загружение осуществляют отдельными полосами через пролёт, по 2-ой схеме загружают всю площадь перекрытия равномерно распределённой нагрузкой.

С учётом характера деформирования плиты при полосовом загружении, при котором в загруженных пролётах предполагается растяжение по верхней грани перекрытий, расчёт ведём, выделяя тот пролёт, который рассчитываем, и устанавливая непрерывную связь со смежными пролётами за счёт опорных моментов. загруженных полос можно производить, выделяя загруженные полосы из перекрытия Расчёт ведём для полоски шириной 1м, имея ввиду, что смежные полоски загруженной полосы находятся в том же напряженном состоянии, по 1-ой схеме загружения.

Исходя из 2-ой схемы  загружения была выведена формула несущей способности из равенства работ внешних и внутренних сил на перемещениях безбалочного перекрытия в предельных стадиях работы этого перекрытия.

 

Расчет подпорной стенки

Величина стены h₃=4,85 метра.

Определяем активное давление.

 

 

 

 

vl=3.23 ul=1.62

v=0.67 u=0.33

Ма=Pl/2*v(1-v²)=3.37*4.85/2*0.67(1-0.67²)=3тсм=30кН

Ra=P*v/2*(3-v²)=3.37*0.67/2*(3-0.67²)=2.9тсм=29кН

Rb=P*u²/2*(3-u)=3.37*0.33²/2*(3-0.33)=0.48тсм=4,8кН

Мс=P*l/2*u²*v*(3-u)=3.37*4.85/2*0.33²*0.67*(3-0.33)=1.59тсм=15,9кН

 

По максимальному моменту подбираем арматуру. Принимаем толщину стены в грунте 40 см. Тогда h₀=40-10=30 см.

 

. Так как , то

Определим требуемую площадь армирования 1 м стены.

 

м²=3,2 см²

Принимаем 4шт. диаметром 12 A-400 , таким образом , шаг 250 мм.

Проводим расчет на поперечную силу.

,

Поперечную арматуру ставим конструктивно. Принимаем 4шт. диам. 8 A-400 , шаг 250 мм.

 

 

Расчет фундаментной плиты

 

 

1. Определение фундамента в плане:

 

P_н^m=SN/A<Ro

P_н^m-нормативное давление под подошвой

Ro-расчетное сопротивление грунта

SN-общая нагрузка от колонн, приходящаяся на фундаментную плиту

A-площадь плиты

 

 P_н^m=SN/A=59,5 кН/м²<300  кН/м²

 

Примем толщину плиты 650 мм

 

2. Проверим достаточность назначенной высоты плиты из условия прочности на продавливание:

 

N_прод=N_c^max-P^m* A_{подошв.}^призм.<N_н.с.^прод

 

N_c^max- давление от максимальная нагруженной колонны

 

A_{подошв.}^призм-площадь призмы продавливания

 

N_н.с.^прод=g_b2*Rbt*(2A1+2A2)

 

A1-А2 площадь боковой грани призмы продавливания

 

N_прод=N_c^max-P^m* A_{подошв.}^призм=4500-59,5*(0,61*2+0,45)²=4334 кН

 

 N_н.с.^прод=g_b2*Rbt*(2A1+2A2)=0,9*1050(2*(0,61*2+0,45)+045)/2*0,61*2)=

=2490 кН

 

 

Увеличим высоту сжатой зоны за счет банкетки с размерами 1200*1200*300 мм

N_прод=N_c^max-P^m* A_{подошв.}^призм=4500-59,5*(0,91*2+0,45)²=4190 кН

 

N_н.с.^прод=g_b2*Rbt*(2A1+2A2)=0,9*1050(2*(0,91*2+0,45)+045)/2*0,91*2)=

=4760 кН

Расчет плиты на внешнюю нагрузку ведем как для пластины на упругом основании

Введение.

В дипломном проекте рассматривается 9-ти этажное здание с 1-м подземным этажом, из которых 9-й этаж – технический, на подземном размещена стоянка автомашин, на первом расположена приемно-вестибюльная группа, офисы, служебные, складские, административные и бытовые помещения, на остальных - номера гостиницы и офисы. (конструкции полов см. раздел “Архитектура”).

В качестве фундаментов здания принята сплошная монолитная плита толщиной 650 мм на естественном основании. Отметка низа фундаментной плиты 145.00.

Стены подземной части - монолитные железобетонные толщиной 400 мм. Гидроизоляция пола и стен подвала - оклеечная на битумной мастике. Под фундаментной плитой устраивается пластовьй дренаж, вокруг здания на уровне подошвы фундаментной плиты - кольцевой, трубчатый.

Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечены совместной работой монолитных междуэтажных безбалочных перекрытий высотой 240 мм и 300 мм (над подвалом), опирающихся на монолитные колонны и пилоны каркаса и вертикальные монолитные стены лестнично-лифтовых боков толщиной 200 мм.

Лестничные марши монолитные,

Межквартирные стены из пустотелого кирпича толщиной 250 мм.

Межкомнатные перегородки из пустотелого кирпича толщиной 120 мм.

Наружными ограждающими конструкциями здания являются ненесущие стены толщиной 250 мм, из полнотелого красного кирпича. Стена утеплена негорючими минераловатными плитами, покрытыми стеклохолстом.

Наружный облицовочный слой - искусственная керамическая плитка толщиной 10 мм по алюминиевому каркасу.

Четырехэтажные боковые части здания -штукатурные по технологии фирмы «Альзекко», при которой слой штукатурки наносится на утеплитель из минераловатных плит.

Ограждением лестнично-лифтовых групп, соединяющих боковые секции с центральным объемом, являются витражи с раздельным двойным остеклением и алюминиевым каркасом. Окна и балконные двери с тройным остеклением (однокамерный стеклопакет + стекло) и деревянными переплетами.

Кровля плоская, эксплуатируемая с внутренним водостоком.

Гидроизоляция кровли - рулонная многослойная на битумной мастике.

Здание отнесено к II группе по степени огнестойкости. Требуемая степень огнестойкости обеспечена необходимой толщиной защитного слоя бетона.

Перекрытие над автостоянкой, толщиной 300 мм является противопожарным и рассчитано на 2,5 часа по пределу огнестойкости.

 

Характеристики бетона и арматуры.

Принимаем бетон класса В-25:

 

-сжатие осевое – R_b=14.5МПа

-ратяжение осевое – R_bt=1.05МПа

-начальный модуль упругости бетона – Е_b=30Мпа;

 

Принимаем арматуру:

 А-400                                                                A-240

-расчетное сопротивление растяжению/сжатию

(Ф6-8мм) –R_sc=R_s=355МПа                        Rsw=285МПа

(Ф10-40мм)- R_sc=R_s=365МПа                     Rsw=290МПа

 

Рассмотрим секцию с максимальным пролетом 7,6м. в осях 14-15, Б-В.

Прежде чем приступить к подбору арматуры необходимо уточнить толщину плиты из условия прочности плиты на продавливание колонной.

 

Уточнение толщины плиты перекрытия из условия прочности плиты на продавливание колонной.

 

Толщина плиты принимается из конструктивных предположений, которая предполагает сообщение плите определённой жёсткости.

Примем h=300мм.

 

Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка на колонну с данного перекрытия:

 

 

Нагрузка N_c , приходящаяся на колонну:

 

 

Она распределяется в пределах толщины перекрытия под углом 45⁰ к горизонту, образуя условно так называемую призму давления (продавливания).

Условно эту нагрузку можно разделить на одну часть N₁ и две части N₂. Доля внешней нагрузки N₁, занимающая на поверхности плиты площадь, равную площади подошвы призмы давления, взятой на уровне арматуры, создаёт в пределах объёма призмы давления центральное сжатие. Остальная часть внешней нагрузки (силы N₂) создаёт в пределах толщины плиты скалывающее напряжённое состояние. Как только главные растягивающие напряжения, действующие по граням призмы продавливания, преодолевают прочность бетона на растяжение, происходит разрыв бетона по граням призмы и продавливание перекрытия в объёме прзмы продавливания.

Сила продавливания: 

 

 

 

Чтобы сопоставить силу сопротивления и силу продавливания, надо спроектировать на одну из плоскостей выбранной системы координат противоборствующие силы.

Т.о. несущая способность перекрытия на продавливание колонной вычисляется для колонн квадратного сечения по формуле:

 

 

 

Условие прочности плиты на продавливание колонной: