Таблицы расчётных усилий M, N, Q в сечениях колонн рядов А и Б составляем по результатам статического расчёта рамы-блока. Рассматриваем три сечения по длине колонн:
II – II – на уровне верха консоли;
III – III – на уровне низа консоли;
IV – IV – на уровне обреза фундамента.
Для каждого сечения определяем три комбинации расчётных усилий:
В таблицах выделены варианты основного сочетания усилий с учётом влияния длительности действующих нагрузок на прочность бетона – сначала сочетания, включающие нагрузки непродолжительного действия (крановые и ветровые), а затем сочетания без крановых и ветровых нагрузок.
В сечении IV – IV в сочетание включены поперечные силы, необходимые при расчёте фундамента. С этой же целью в этом сечении расчётные значения всех усилий даны при коэффициенте надёжности γf > 1 и при γf = 1.
Расчётные сечения представлены на схеме:
Расчётные сечения представлены на схеме:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЧПИ МГОУ спец. 270102, ΙV курс, 206534, КП |
Расчётные сечения представлены на схеме:
| № | ψ | Усилия в сечениях колонны | |||||||||
| при γf > 1 | при γf = 1 | |||||||||||
| II – II | III – III | IV – IV | IV – IV | |||||||||
| M | N | M | N | M | N | Q | M | N | Q | |||
| Постоянная | 25,5 | 490,5 | -20 | 749,3 | 17,5 | 811,96 | -4,6 | 15,49 | 718,55 | -4,1 | ||
| Снеговая полная | 7,01 | 184,7 | -13,3 | 184,7 | -4,65 | 184,7 | -1,06 | -3,32 | 131,93 | -0,76 | ||
| 0,9 | 6,3 | 166,2 | -11,97 | 166,2 | -4,2 | 166,2 | -0,95 | -3,04 | 120,43 | -0,68 | ||
| Dmax,l на крайней колонне | -127,6 | 202,6 | 733,7 | -57,4 | 733,7 | 31,9 | -52,18 | |||||
| 0,9 | -114,84 | 182,34 | 660,33 | -51,7 | 660,33 | 28,7 | -47 | 600,3 | 26,1 | |||
| Tl у ряда А | ± 41,5 | ± 41,5 | ± 38,4 | ± 9,8 | ±34,9 | 8,9 | ||||||
| 0,9 | ± 37,35 | ± 37,35 | ± 34,6 | ± 8,82 | ±31,7 | ±8,09 | ||||||
| Dmax,l на средней колонне | -42 | 41,7 | 198,1 | -38,5 | 198,1 | 10,5 | -35 | 180,1 | 9,55 | |||
| 0,9 | -37,8 | 37,53 | 178,3 | -34,65 | 178,3 | 9,45 | -31,5 | 162,1 | 8,59 | |||
| Tl у ряда Б | ± 3,2 | ± 3,2 | ± 9,7 | ± 0,8 | ±8,9 | ±0,73 | ||||||
| 0,9 | ± 2,9 | ± 2,9 | ± 8,73 | ± 0,72 | ±7,94 | ±0,65 | ||||||
| Ветер слева | -4,32 | -4,32 | -209 | -27,4 | -149,3 | -19,57 | ||||||
| 0,9 | -3,9 | -3,9 | -188,1 | -24,7 | -134,4 | -17,64 | ||||||
| Ветер справа | 4,32 | 4,32 | 27,4 | 149,3 | 19,57 | |||||||
| 0,9 | 3,9 | 3,9 | 188,1 | 24,7 | 134,4 | 17,64 |
| . |
| Варианты основного сочетания | Комби-нации | Сечения | ||||||||||
| II – II | III – III | IV – IV | IV – IV | |||||||||
| при γf > 1 | при γf = 1 | |||||||||||
| M | N | M | N | M | N | Q | M | N | Q | |||
| Вариант №1: основное сочетание с учётом крановых и ветровых нагрузок | Mmax | 1+3+23 | 1+5+7+23 | 1+3+23 | 1+3+23 | |||||||
| 27,9 | 656,7 | 195,8 | 1409,6 | -174,6 | 978,2 | -30,25 | -121,95 | 838,98 | -22,42 | |||
| Mmin | 1+5+7+25 | 1+3+25 | 1+5+7+25 | 1+5+7+25 | ||||||||
| -122,8 | 490,5 | -28,1 | 915,5 | 119,3 | 1472,3 | 10,33 | 71,19 | 1318,85 | 47,73 | |||
| Nmax | 1+3+23 | 1+3+5+7+23 | 1+3+5+7+25 | 1+3+5+7+25 | ||||||||
| 27,9 | 656,7 | 191,62 | 1575,8 | 184,3 | 1638,5 | 56,7 | 68,15 | 1439,28 | 47,05 | |||
| Вариант №2: то же, без учёта крановых и ветровых нагрузок | 32,5 | 675,2 | -33,3 | 12,85 | 996,7 | -5,66 | 12,17 | 850,48 | -4,86 | |||
Таблица 2. Комбинации расчётных усилий для колонн ряда А.
| . |
| Нагрузки | № | ψ | Усилия в сечениях колонны | |||||||||
| при γf > 1 | при γf = 1 | |||||||||||
| II – II | III – III | IV – IV | IV – IV | |||||||||
| M | N | M | N | M | N | Q | M | N | Q | |||
| Постоянная | 862,8 | 1121,5 | 1191,5 | 1045,18 | ||||||||
| Снеговая полная | 369,4 | 369,4 | 369,4 | 263,86 | ||||||||
| 0,9 | 332,5 | 332,5 | 332,5 | 237,5 | ||||||||
| Dmax,l на левой колонне | 72,6 | -76 | 198,1 | 51,9 | 198,1 | -16,5 | 47,18 | 180,1 | -15 | |||
| 0,9 | 65,34 | -68,4 | 178,3 | 46,7 | 178,3 | -14,85 | 42,45 | 162,1 | -13,5 | |||
| Tl у левой колонны | ± 17,2 | ± 17,2 | ± 47,4 | ± 3,9 | ±43,1 | ±3,5 | ||||||
| 0,9 | ± 15,5 | ± 15,5 | ± 42,7 | ± 3,5 | ±38,8 | ±3,2 | ||||||
| Dmax,l на средней колонне | 147,4 | -402,6 | 733,7 | -142,9 | 733,7 | -33,5 | -129,9 | -304,5 | ||||
| 0,9 | 132,7 | -362,3 | 660,33 | -128,6 | 660,33 | -30,15 | -117,98 | 605,8 | -27,7 | |||
| Tl у на средней колонне | ± 13,4 | ± 13,4 | ± 101,1 | ± 15,3 | ±92,75 | ±14,04 | ||||||
| 0,9 | ± 12,1 | ± 12,1 | ± 90,99 | ± 13,8 | ±83,48 | ±12,67 | ||||||
| Dmax,l и Dmax,r на средней колонне | 1208,4 | 1208,4 | 1208,4 | 1108,6 | ||||||||
| 0,9 | 1087,6 | 1087,6 | 1087,6 | 988,73 | ||||||||
| Ветровая слева | 117,3 | 117,3 | 323,8 | -26,65 | 231,3 | -19,04 | ||||||
| 0,9 | 105,6 | 105,6 | 291,4 | -23,98 | 208,1 | -17,13 | ||||||
| Ветровая справа | -117,3 | -117,3 | -323,8 | 26,65 | -231,3 | 19,04 | ||||||
| 0,9 | -105,6 | -105,6 | -291,4 | 23,98 | -208,1 | 17,13 |
| . |
Таблица 3. Расчётные усилия и их сочетания для колонны ряда Б.
| Варианты основного сочетания | Комби-нации | Сечения | ||||||||
| II – II | III – III | IV – IV | IV – IV | |||||||
| при γf > 1 | при γf = 1 | |||||||||
| M | N | M | N | M | N | Q | M | N | Q | |
| Вариант №1: основное сочетание с учётом крановых и ветровых нагрузок | Mmax | 1+3+9+11+15 | 1+3+11+13+15 | 1+3+5+7+15 | 1+3+5+7+15 | |||||
| 250,4 | 1195,3 | 117,7 | 2541,6 | 89,4 | 1702,3 | -35,3 | 289,35 | 1444,78 | -33,83 | |
| Mmin | 1+16 | 1+9+11+17 | 1+9+11+17 | 1+9+11+17 | ||||||
| -117,3 | 862,8 | -374,4 | 1781,8 | -329 | 1851,8 | 19,97 | -409,56 | 1650,98 | -23,24 | |
| Nmax | 1+3+9+11+15 | 1+3+11+13+15 | 1+3+11+13+17 | 1+3+11+13+17 | ||||||
| 250,4 | 1195,3 | 117,7 | 2541,6 | -200,4 | 2611,6 | 37,8 | -291,58 | 2271,41 | 29,8 | |
| Вариант №2: то же, без учёта крановых и ветровых нагрузок | 1232,2 | 1490,9 | 1560,9 | 1309,04 |
Таблица 4. Комбинации расчётных усилий для колонн ряда Б.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЧПИ МГОУ спец. 270102, ΙV курс, 206534, КП |
6.1.Данные для расчета.
Грунты основания-пески пылеватые средней плотности, маловлажные;
Расчетное сопротивлении грунта R0=0,2 МПа;
Бетон тяжелый класса В12.5, Rbt=0,66 МПа;
Арматура из горячекатаной стали класса А-II, Rs=280 МПа;
Вес единицы объема материала фундамента и грунта на его обрезах γ=20 kH/м3.
Расчет выполняют на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий в сечении 4-4: М=200,4 кН*м; N=2611,6 kH; Q=37,8 kH.
Нормативное значение усилий определено делением расчетных усилий на усредненный коэффициент надежности по нагрузке γf=1.15, т.е.
Мn=174,2kH*м; Nn=2270,96 kH; Qn=32,87 kH
6.2.Определение геометрических размеров фундамента.
Глубину стакана фундамента принимают 90 см, что согласно данным должно быть не менее значений:
где d=1.8 см – диаметр продольной арматуры колонны λ=33 для бетона класса В12,5.
Расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принято 250 мм. Полная высота фундамента Н=900+250=1150 мм принимается 1200, что кратно 300 мм. Глубина заложения фундамента при расстоянии от уровня чистого пола до верха фундамента 150 мм Н1=1200+150=1350 мм=1,35 м. Фундамент трехступенчатый, высота ступеней принята одинаковой 40 см.
Предварительно площадь фундамента определяют по формуле:
здесь 1,05 – коэффициент, учитывающий наличие момента.
Назначая отношение сторон b/a=0.8, получают:
Принимают a×b=4,2×3,4 м.
Т.к. заглубление фундамента больше 2м, ширина подошвы более 1м, необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта основания по формуле:
где к1=0,05 для пылеватых песков; В0=1м; d0=2м;
При пересчете размеров фундамента с уточненными значением R получают: а=4,4м, b=3,5м. Площадь подошвы фундамента А=4,4×3,5=15,4 м2, момент сопротивления:
Определяют рабочую высоту фундамента из условия прочности на продавливание по формуле:
где h=1,2 м – высота сечения колонны; bcol=0,5 м – ширина сечения колонны;
р=N/A=2270,96 /15,4=147,5 kH/м2; Rbt=γb2*Rbt=1,1×0,66=0,726 МПа=726 кН/м2
Полная высота фундамента Н=0,44+0,05=0,50м<1,2м. Следовательно, принятая высота фундамента достаточна.
Определяем краевое давление на основание. Изгибающий момент в уровне подошвы:
Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:
При условии, что
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЧПИ МГОУ спец. 270102, ΙV курс, 206534, КП |
6.3. Расчет арматуры фундамента.
Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок:
где Мf=M+QH=200,4+37,8×1.2=245,76 kH/м2
Расчетные изгибающие моменты:
· в сечении 1-1
где аi=a1=3,2 м, 
· в сечении II-II
где аi=a1=2.2 м, 
· в сечении III-III
где аi=a1=1.2 м, 
Требуемое сечение арматуры
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЧПИ МГОУ спец. 270102, ΙV курс, 206534, КП |
Принимаем 22Ø14 А-II с As=30,78 см2. Процент армирования
Арматура укладываемая параллельно меньшей стороне фундамента, определяется по изгибающему моменту в сечении IV-IV:
Принимаем 18Ø12 А-II c As=20.36 см2. Процент армирования
