Железобетонные и каменные конструкции. Проектирование фундамента

 

В курсовом проекте разрабатывается отдельно стоящий железобетонный фундамент под колонну. При этом необходимо определить основные геометрические размеры фундамента - высоту, площадь подошвы, конфигурацию поперечного сечения.

Определив исходные данные для расчета фундамента, расчет фундамента целесообразно вести в следующей последовательности:

- определить высоту фундамента из условия заделки колонны в фундамент  ,где h_к- больший размер сечения колонны

                                                                                  (4.10)

где 250 мм - толщина дна стакана фундамента.

- высота фундамента из условия анкеровки продольной рабочей арматуры колонны l_ан = 24d.

                                                                           (4.11)    

- рабочая высота фундамента из условия продавливания

                                                          (4.12)

где  

Из трех перечисленных условий для определения высоты фундамента принимают наибольшее значение и определяют глубину заложения фундамента с учетом, что обрез фундамента должен быть ниже отметки чистого пола 0.000 м на - 0.150 м.

Площадь подошвы фундамента определяют по нормативной нагрузке на него из выражения

                                                                            (4.13)

где R₀ - расчетное сопротивление грунта;  = 20 кН/м³ - вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его уступах; Н - глубина заложения фундамента  

                           Н = Н_ф – 0,15,

где Н_ф - высота фундамента.

Конфигурация поперечного сечения фундамента определяется исходя из пирамиды продавливания с гранями под углом 45 градусов в бетоне. При этом высоту нижней ступени назначают порядка 300-400 мм, а высоты остальных ступеней определяют так, чтобы очертание ступеней верхних не заходили за грани пирамиды продавливания (рис. 4.13).

Высоту нижней ступени фундамента проверяют из условия прочности на срез в расчетном сечении 0-0 (рис. 4.13).

Расчет фундамента заканчивается определением площади сечения рабочей арматуры подошвы фундамента.

 

 

 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

 

Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, второстепенных и главных балок, которые располагаются перпендикулярно по отношению друг к другу (рис. 5.1).

Сетка колонн остается прежней, что и при компоновке сборного железобетонного перекрытия.

При компоновке монолитного ребристого перекрытия определяются расположение главных и второстепенных балок в плане, размеры их поперечного сечения, толщина монолитной плиты.

Главные балки располагают по колоннам в продольном или поперечном направлении здания.

Второстепенные балки размещают перпендикулярно главным балкам. При этом оси второстепенных балок следует размещать по осям колонн и между ними.

Пролеты и размеры, поперечных сечений плиты, второстепенных и главных балок перекрытий следует принимать в соответствии с рекомендациями табл. 5.1.

 

                                                                                                Таблица 5.1

 

Наименование элемента	Пролет, м	Размеры поперечного сечения
		высота	ширина
Плита   Второстепенная балка     Главная балка	lпл=1,8-2,7     lвб=4,8-6,6     lгб=5,4-7,8		100 см (условно)

 

Размеры пролетов балок должны приниматься кратными 60 см, размеры их поперечных сечений - кратными 5 см.

Пролеты плиты (шаг второстепенных балок) должны быть равными или отличатся не более чем на 20%.

Опирание элементов перекрытий на стены должно быть не менее: для  плиты 12 см, второстепенных балок - 25 см, главных балок - 30 см.

Примеры компоновки монолитных ребристых перекрытий с балочными плитами показаны на рис. 5.1.

 

5.1. Расчет и конструирование плиты

 

В балочных плитах, характеризуемых соотношением размеров в плане l_y/l_x>2, изгибающие моменты значительно больше в поперечном направлении, чем в продольном. Поэтому изгибом в продольном направлении пренебрегают. В связи с этим расчет плиты производится по схеме многопролетной неразрезной балки с условной шириной, равной 100 см, с пролетами, равными шагу второстепенных балок (рис.5.1 а, б).

Расчетные пролеты в средних пролетах принимают равными расстоянию в свету между второстепенными балками и при опирании на наружную стену - расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра.

В плитах, окаймленных по всему контуру монолитно связан­ных с ними балками, изгибающие моменты под влиянием распоров в предельном равновесии уменьшаются. Поэтому в расчетных сечениях средних пролетов и на средних опорах они уменьшаются на 20 % при условии > 1/30, т.е.  , a в крайнем пролете и на первой промежуточной опоре   .

Расчет плиты производится в следующей последовательности:

а) выделяются расчетные полосы плиты (рис. 5.1 а, б);    

б) назначается расчетная схема балочной плиты (рис.5.2);

в) производится подсчет нагрузок, включающих собственный вес плиты, вес конструкции пола и полезную временную нагрузку, нормативное значение которой дается в задании на проектирование;

г) вычисляются расчетные пролеты плиты и определяются изгибающие моменты в пролетах и на опорах:

д) определяется требуемое количество арматуры в соответствующих сечениях.

 

Рис. 5.1. Конструктивные схемы ребристых монолитных перекрытий:

1-главные балки; 2-второстепенные балки; 3-колонны; 4- кирпичные стены

Рас. 5.2. К расчету плиты монолитного ребристого пере­крытия. 

а)- схема загружения постоянной (g) и временной (Р) нагрузками;

б)- эпюра моментов

 

 

 

Сортамент сварных сеток праведен в приложении 5, табл. 8.

Армирование плиты монолитного ребристого перекрытия приведено на рисунках 5.3-5.5.

При армировании плиты следует принять один из типов арми­рования:

- непрерывное армирование плиты рулонными сетками с продольной рабочей арматурой (рис. 5.3);

- раздельное армирование плиты плоскими сетками с поперечными рабочими стержнями (рис. 5.4).

 

5.2. Расчет и конструирование второстепенной балки

 

Расчет второстепенной балки производится в следующей последовательности:

а) принимается расчетная схема второстепенной балки как неразрезной многопролетной, загруженной равномерно-распределенной нагрузкой по двум схемам (рис. 5.6):

- полная нагрузка g + V в нечетных пролетах и условная постоянная нагрузка g + 1/4V в четных пролетах;

- полная нагрузка g +V в четных пролетах и условная постоянная нагрузка g + 1/4V в нечетных пролетах;

б) вычисляются расчетные пролеты, принимаемые равными в средних пролетах расстоянию между гранями смежных главных балок, в крайних пролетах - расстоянию от грани главной балки до середины опирания второстепенной балки на стену;

в) производят подсчет погонных расчетных нагрузок, вклю­чающих вес конструкции пола, собственный вес балки с участком плиты

шириной  пл.

Отрицательный момент во втором пролете на расстоянии 0,25  от опоры можно определить по формуле

 (5.1)

где  - коэффициент принимаемый по табл. 5.2 в зависимо­сти от величины отношения Р/g

 

 

 

 

 

Рис. 5.3. Непрерывное армирование балочной плиты рулонными сетками 

 

 

 

Рис. 5.4. Раздельное армирование балочной плиты отдельными стержнями

 

 

 

 

 

Рис. 5.5. К проектированию второстепенных балок:

а)- план раскладки сеток надопорной арматуры;

б)- сечение 1-1

 

 

 

 (5.1)

где  - коэффициент принимаемый по табл. 5.2 в зависимо­сти от величины отношения Р/g

Таблица 5.2

P/g		P/g
0,5	-0,014	3,0	-0,0443
1,0	-0,0275	3,5	-0,0465
1,5	-0,0343	4,0	-0,0478
2,0	-0,0398	4,5	-0,0488
2,5	-0,0418	5,0	-0,0500

 

 

 

 

Рис. 5.6. К расчету второстепенной балки ребристого моно­литного перекрытия: а, б - схемы затруднения; в - огибаю­щая эпюра моментов; - ширина главной балки;  - расчетный пролет второстепенной балки

 

 

 

6. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И

ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

 

6.1. Требования к оформлению пояснительной записки курсового проекта:

6.1.1. Пояснительная записка может быть выполнена любым способом: рукописно или с помощью средств компьютерной техники на одной стороне листа формата А4 по ГОСТ 2.301.

Шрифт текстовых редакторов ПК Times New Roman, размер шрифта 14 пунктов, межстрочный интервал – от одинарного до полуторного, абзацный отступ – 1,5 см.

6.1.2. Текст следует печатать, соблюдая поля следующих размеров:

правое – 15 мм;

левое – 30 мм;

верхнее – 15 мм;

нижнее – 25 мм.

6.1.3. Используемые в пояснительной записке единицы физических величин должны соответствовать ГОСТ 8.417 и ОК 015.

6.1.4. Иллюстрации (рисунки, эскизы, чертежи, схемы я др.), входящие в состав пояснительной записки, рекомендуется выполнять на отдельных листах после первого упоминания о них средствами графического редактора или вручную в соответствии с требованиями ЕСКД.

6.1.5. Титульный лист пояснительной записки оформляется в соответствии с обязательным приложением 1.

6.1.6. Страницы пояснительной записки нумеруются арабскими цифрами. На титульном листе и задании на проектирование номер не проставляют. Все структурные элементы пояснительной записки включают в общую нумерацию листов.

6.1.7. При разделении текста на разделы, подразделы, пункты и подпункты, оформлении заголовков разделов и подразделов, иллюстраций, таблиц и приложений следует руководствоваться требованиями ГОСТ Р 1.5, ГОСТ 7.32 или СТП КубГТУ 1.9.2.

6.1.8. Нумерация формул, иллюстрация и ссылки на них должны соответствовать ГОСТ 2.105-79. Ссылки на использованные литературные источники и оформление списка использованной литературы - ГОСТ 7.32-81.

 

6.2. Требования к оформлению графической части курсового проекта

 

6.2.1. Графическая часть курсового проекта выполняется на листах формата А1 или А2 по ГОСТ 2.301-68 /А1 - 594 × 841 мм А2 - 297 × 420 мм/.

 6.2.2. Чертежи железобетонных конструкций выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 21.503-80 Конструкции бетонные и железобетонные. РАБОЧИЕ ЧЕРТЕЖИ.      

 .

6.2.3. Каждая железобетонная конструкция изображается пос­ледовательно: опалубочный чертеж; армирование железобетонной конструкции; арматурные каркасы; характерные сеченая; закладные детали.

6.2.4. Графическая часть курсового проекта должка содержать:

- поперечный разрез здания и совмещенный план сборного и монолитного ребристого железобетонного перекрытия с марки­ровкой колонн, ригелей, плит перекрытий и фундаментов в масштабе 1:100 (1:200);

- рабочие чертежи: сборной панели перекрытия М 1:25;

ригеля М 1:25 или 1:40; железобетонной колонны М 1:25;

стыка колонн М 1:25; сопряжения ригеля с колонной М 1:25;

- рабочие чертежи плиты (2,5 пролета) в М 1:20 и второсте­пенной балки в М 1:25 монолитного ребристого перекрытия;

- ведомость сборных железобетонных конструкций приложения 3 (форма 1);

- спецификации на сборную железобетонную плиту и ведомость

расхода стали на элемент в кг по приложению 3 (форма 2,3)

 

 

6.2.5. Рекомендуемая компоновка листов графической части приведена на рис.6.1, 6.2.

 

Разрез здания с маскировкой ж.б. элементов	Ригель /средний/: опалубочный чертеж; армирование, арматурный каркас, сечения	Ведомость сборных железобетонных конструкций
Совмещенный план ж.б. и монолитного ребристого перекрытия		Спецификация на сборную ж.б. плиту
	Плита перекрытия: опалубочный чертеж; армирование плиты; сечения; арматурные сетки; каркасы	Ведомость расхода стали на элемент в кг
Закладные детали железобетонных конструкций		Штамп

 

Рис. 6.1. Компоновка графической части ласта № 1 (формат А 1)

 

 

Колонна: опалубочный чертеж; армирование; арматурный каркас; сечения	Фундамент: опалубочный чертеж; армирование /план, разрез/
Стык колонн, стык ригеля с колонной	Монолитная ребристая плита: армирование
Второстепенная балка: армирование; арматурные каркасы; сечения	Штамп