I. Розрахунок попередньо напруженої плити.
1.1 Конструювання схеми перекриття
Рисунок 1
Приймаємо ригель в поперечному напрямі
Плити приймаємо з овальними пустотами, шириною 1200мм; 1400мм; 1600мм. Довжину плит приймаємо 5670мм.
Розрахункова довжина плити(при обпиранні однією стороною на ригель іншою на стіну) складає 5585мм
Рисунок 2
1.2 Розрахунок попередньо напруженої плити з овальними пустотами
Плиту виготовляють за потоково-агрегатною технологією з електротермічним натяганням арматури на упори і тепловологісною обробкою.
Нормативне тимчасове навантаження на перекриття . Коефіцієнт надійності щодо призначення . Бетон важкий класу В30, для якого при
Поздовжня робоча арматура попередньо напружена класу Ат-IV,
Поперечна арматура в зварних каркасах і сітках з арматурного дроту Вр-1 Ø5 мм,
Ширина плити 1.6 м
Збір навантажень та визначення зусиль
Приведена товщина плити м де
м
Рисунок 3
Таблиця 1
Види навантажень
Нормативне
Коефіцієнт надійності
Розрахункове навантаження
кН/м2
кН/м2
А. Постійне
Керамічна плитка
0.234
1.1
0.2574
t=
13
мм
ρ=
1800
кг/м3
Стяжка
0.44
1.3
0.572
t=
20
мм
ρ=
2200
кг/м3
Звукоізоляція
0.35
1.3
0.455
t=
50
мм
ρ=
700
кг/м3
З/б плита
2.267461
1.1
2.494207
t=hred=
90.7
мм
ρ=
2500
кг/м3
Перегородки
0.5
1.1
0.55
Всього Постійне
gn=
3.791461
g=
4.328607
Б. Корисне(Тимчасове)
νn=
6
1.2
7.2
`
Тривале
0.75νn
4.5
1.2
5.4
Короткочасне
0.25νn
1.5
1.2
1.8
Всього
qn=
9.791461
q=
11.52861
В тому числі:
Тривале
8.291461
9.728607
Короткочасне
5.291461
6.128607
В. Навантаженя без урахування власної ваги плити
7.524
9.0344
Постійне нормативне навантаження на плиту шириною 1,6м
кН/м2
Постійне розрахункове навантаження на плиту шириною 1,6м
кН/м2
Рисунок 4
Нормативний згинаючий момент.(див. рис. 3)
кНм
Розрахунковий згинаючий момент.
кНм
Нормативна поперечна сила
кН
Розрахункова поперечна сила
кН
Характеристики міцності арматури і бетону.
Матеріал плити – бетон класу В30 з коефіцієнтом умов роботи бетону(СНиП 2.03.01-84* табл. 15 п. 2а)
МПа
МПа
МПа
МПа
МПа
Плиту армуємо попередньо напруженою арматурою класу Ат-VI електротермічним способом.
МПа
МПа
МПа
МПа
МПа
Попереднє напруження арматури приймаємо
МПа
При електротермічному натягу арматури повинна виконуватися умови
МПа
МПа де
МПа – для електротермічного способу натягу арматури(СНиП 2.03.01-84* п.1.23 ф.(2))
Граничне відхилення попереднього натягу арматури
(СНиП 2.03.01-84* п.1.27 ф.(6;7))
Коефіцієнт точності натягу, при сприятливому впливу попереднього натягу арматури
Коефіцієнт точності натягу по перевірці утворення тріщин в верхній зоні
Попереднє напруження з врахуванням точності натягу
МПа
1.3 Розрахунок міцності плити по нормальному січенні.
Приводимо січення плити (див. рис. 2), до еквівалентного двотаврового січення (див.рис. 3), замінивши овальні пустоти на прямокутні з сторонами
Попередньо приймаємо арматуру мм; захисний шар бетону 30мм
Розрахункова висота січення
м
Згинальний момент який сприймається поличкою стисненої зони
кНм
Отже розраховуємо прямокутний переріз.
Відносний статичний момент стисненої зони
Відносна висота стисненої зони
Характеристика стисненої зони
Гранична висота стиснутої зони з врахуванням що
МПа – Для арматури класу Aт-VI (СНиП 2.03.01-84* п.3.12)
при електротермічному натягу арматури (СНиП 2.03.01-84* п.3.28 ф.(70))
Коефіцієнт умов роботи арматури що враховує опір напруженої арматури після умовної межі текучості
для арматури класу Aт-VI (СНиП 2.03.01-84* п.3.12)
Оскільки то приймаємо
Площа січення розтягнутої арматури
м2
Приймаємо напружену арматуру
3x12 Aт-VI і 2x10 Aт-VI з площею 0.000496м2 м2
1.4 Розрахунок міцності плити по похилому січенні.
Провіряємо умову міцності по нахиленій смузі між похилими тріщинами
кН
де - При відсутності розрахункової поперечної арматури(СНиП 2.03.01-84* п.3.30 ф.(72))
де для важкого бетону(СНиП 2.03.01-84* п.3.30 ф.(74))
Умова виконується, розміри поперечного січення плити достатні.
Знайдемо проекцію похилої тріщини на повздовжню вісь плити
Вплив уступів стисненої полички.
Поздовжнє зусилля обтиску
кН
Вплив поздовжнього зусилля обтиску
Провіряємо умову
Приймаємо
кНм
де для важкого бетону(СНиП 2.03.01-84* п.3.31)
Оскільки Qb=Qsw=Q/2 тоді
м
Приймаємо м тоді поперечна сила, що сприймає її бетон
кН
Отже не потрібно розраховувати поперечну арматуру, приймаємо її конструктивно.
Поперечну арматуру приймаємо класу Вр-1 (5
На при опорній ділянці м крок арматури при мм мм
Приймаємо s= 100мм
В середній частині крок стержнів s= 200мм
Для забезпечення міцності поличок, що працюють як не розрізна балка, передбачаємо сітку , яку ставимо в верхній і нижній поличці.
1.5 Розрахунок плити по граничним станам ІІ групи
Визначення геометричних характеристик приведеного перерізу.
Відношення модулів пружності
Площа приведеного перерізу
м2
Статичний момент площі приведеного перерізу
Відстань від нижньої грані до центра ваги приведеного перерізу
м
Відстань від точки прикладання зусилля в напруженій арматурі до центра ваги.
м
Момент інерції приведеного перерізу
Момент опору приведеного перерізу по нижній зоні
м3
Момент опору приведеного перерізу по верхній зоні
м3
Відстань від ядрової точки, найбільш віддаленої від розтягнутої (верхньої) зони, до центра ваги приведеного перерізу.
м
де яке попередньо приймаємо для розрахунку за граничними станами другої групи. (СНиП 2.03.01-84* п.4.5 ф(135))
Відстань від ядрової точки, найбільш віддаленої від стиснутої (нижньої) зони, до центра ваги приведеного перерізу.
м
Пружно пластичний момент опору по розтягнутій зоні
м3
- для двотаврового перерізу.
Пружно пластичний момент опору по розтягнутій зоні в стадії виготовлення і обтиску елемента
м3
- для двотаврового перерізу з поличкою в зжатій зоні при .
1.6 Визначення втрат попереднього напруження арматури при електротермічному натягу
Коефіцієнт точності натягу арматури
Втрати при релаксації напруження в арматурі при електротермічному способі натягу арматури.
МПа
Втрати від температурного перепаду між натягнутою арматурою і опорами
тому що при пропарюванні форма з опорами нагрівається разом з виробом.
Зусилля обтиску
kH
Напруження в бетоні при обтиску
МПа
З умови kH/м2 <0.5B30
Приймаємо МПа
Тоді
Втрати для повзучості що швидко настає
При (СНиП 2.03.01-84* табл. 5 п.6)
тоді
МПа
Перші втрати
МПа
Напруження в попередньо напруженій арматурі з врахуванням перших втрат
МПа
Зусилля обтиску
kH
Напруження в бетоні після обтиску
МПа
Втрати від усадки бетону В30(СНиП 2.03.01-84* табл. 5 п.8)
МПа
Втрати від повзучості бетону
МПа
для бетону при термічній обробці. (СНиП 2.03.01-84* табл. 5 п.9а)
Другі втрати
МПа
Повні втрати
МПа
Приймаємо повні втрати рівні МПа – мінімальне значення втрат.
Зусилля обтиску з врахуванням повних втрат
кН
1.7 Розрахунок по утворенню тріщин нормальних до поздовжньої осі.
Плита відноситься до третьої категорії тріщиностійкості.
Вираховуємо момент утворення нормальних тріщин в розтягнутій зоні.
кНм кНм
де
Отже потрібен розрахунок по розкриттю тріщин в розтягнутій зоні
Перевірка утворення тріщин в верхній зоні при обтиску.
кНм
де кНм – момент від власної ваги плити
МПа – для міцності бетону на розтяг, що відповідає половині класу В30.
Отже тріщини в стиснутій зоні при дії попереднього напруження не утворюються
1.8 Розрахунок по розкриттю тріщин нормальних до поздовжньої осі.
Напруження в розтягнутій арматурі від дії постійної і довготривалого навантаження
МПа
де м3
м – відстань від центру тяжіння січення арматури до точки прикладання рівнодійної зусиль в стисненій зоні над тріщиною.
де
-для короткочасного навантаження (СНиП 2.03.01-84* табл. 35)
де (СНиП 2.03.01-84* п. 4.27)
м
- коефіцієнт армування
Напруження в розтягнутій арматурі від дії повного навантаження
МПа
Ширина розкриття від короткочасної дії всіх навантажень
мм
δ=1 – для згинальних елементів
φl=1-для короткочасної дії напружень
η=1 –для стержневої арматури періодичного профілю
Ширина розкриття від короткочасної дії постійної і довготривалої навантаження
мм
Ширина розкриття від навантаження постійної і довготривалої навантаження
мм
де
Короткочасна величина розкриття тріщин
мм
Тривале розкриття тріщин
мм
1.9 Розрахунок прогину плити
Кривизна від короткочасної дії всіх навантаження
де
м
- для короткочасного навантаження (СНиП 2.03.01-84* табл. 35)
- для бетону класу вище 7.5
де
- для короткочасної дії навантаження
Прогин
м
Кривизна від короткочасної дії довготривалого і постійного навантаження
Прогин
м
Кривизна від довготривалої дії довготривалого і постійного навантаження(при )
Прогин
м
Кривизна внаслідок усадки бетону і попереднього обтиску
м-1
Прогин
м
Сумарний прогин
мм
Отже плита відповідає умовам розрахунку за першою і другою групами граничних станів.
ІІ. Розрахунок нерозрізного трьохпрольотного ригеля
2.1 Конструюваня і визначення зусиль.
Ригель проектуємо нерозрізним з бетону класу В30. Довжина ригеля між осями в складає м а в крайньому прольоті м. Поздовжня робоча арматура класу АІІІ, поперечна класу АІ.
А-ІІI
Rs=
365
МПа
А-І
Rs=
225
МПа
B30
Rb=
17
МПа
Rsw=
295
МПа
Rsw=
180
МПа
Rbt=
1.2
МПа
Rsc=
365
МПа
Rsc=
225
МПа
Rb, ser=
22
МПа
Rs, ser=
390
МПа
Rs, ser=
235
МПа
Rbt, ser=
1.8
МПа
Es=
200000
МПа
Es=
210000
МПа
Eb=
32000
МПа
Визначення розмірів ригеля
Проектуємо ригель хрестовидного перерізу. Висота ригеля мм. Ширина полички ригеля –мм. Висота полички мм. Ширина ребра – мм.
Розрахункові прольоти:
м
м.
Збір навантажень і визначення зусиль.
Власна вага ригеля
кН/м
Постійне навантаження:
від перекриття та власної ваги ригеля з врахуванням коефіцієнта : кН/м
кН/м
Тимчасове навантаження:
тривале з врахуванням коефіцієнта : кН/м
кН/м
короткочасне з врахуванням коефіцієнта : кН/м
кН/м
повне тимчасове навантаження:
кН/м
кН/м.
Схема завантаження
Моменти М, кНм, і поперечні сили Q, кН
В першому прольоті, М1
В другому прольоті, М2
Попереч. сила на перш. опорі, QA
На другій опорі
МВ
Зліва - QВ1
Справа - QВ2
Постійне навантаження у всіх прольотах
Повне тимчасове в 1 і 3 прольоті
-
Повне тимчасове в 2 прольоті
Повне тимчасове в 1 і 2 прольоті
-
-
Найбільш невигідне завантаження
;
Розрахункові значення M i Q знаходимо з допомогою таблиць як для трьох пролітної нерозрізної балки. При цьому тимчасове навантаження розміщуємо в тих прольотах, при яких момент виходить максимальним.
Приймаючи до уваги розвиток пластичних деформацій, розрахунок можна виконати з врахуванням перерозподілу моментів. В якості вирівняної епюри моментів приймаємо епюру М, яка відповідає схемам завантаження 1 і 2 або 1 і 3, при яких маємо в прольотах 1 і 2. В цьому випадку момент на опорі В рівний кН·м, а по грані колони при см
кН·м.
Момент на опорі В по грані колони для схем завантаження 1 і 4
кН·м.
Зменшення моментів на опорі по грані колони в порівнянні з пружною схемою складає:
, умова виконується.
2.2 Розрахунок міцності ригеля по нормальному перерізі.
Перевірка правильності підбору висоти ригеля:
Попередньо задаємося рекомендованим значенням коефіцієнта який відповідає оптимальному проценту армування. Тоді
м. Отже приймаємо м.
Відносний статичний момент стисненої зони в першому прольоті
Відносна висота стисненої зони
Граничне значення відносної висоти, якщо розрахунковий опір арматури на розтяг МПа
Необхідна площа арматури в першому прольоті
м2
Приймаємо 4x28АІІІ м2м2
Відносний статичний момент стисненої зони в другому прольоті
Відносна висота стисненої зони
Граничне значення відносної висоти, якщо розрахунковий опір арматури на розтяг МПа
Необхідна площа арматури в першому прольоті
м2
Приймаємо 2x20АІІІ і 2x22АІІІ м2м2
Розрахунок верхньої арматури в середньому прольоті
м.
Відносний статичний момент стисненої зони в другому прольоті
Відносна висота стисненої зони
Граничне значення відносної висоти, якщо розрахунковий опір арматури на розтяг МПа
Необхідна площа арматури в першому прольоті
м2
Приймаємо 2x16АІІІ м2м2
Підбір арматури в перерізі на грані з колоною
Робоча висота перерізу на опорі
м.
Відносний статичний момент стисненої зони в другому прольоті
Відносна висота стисненої зони
Граничне значення відносної висоти, якщо розрахунковий опір арматури на розтяг МПа
Отже потрібно верхню стиснену арматуру по розрахунку.
Отже приймаємо
Площа верхньої арматури
м2
Приймаємо 2x14АІІІ м2м2
Площа нижньої арматури
м2
Приймаємо 2x25АІІІ і 2x28АІІІ м2м2
2.3 Розрахунок міцності по похилому перерізі
На крайній опорі кН. Так як в каркасі ригеля є стержні діаметром 28 мм то мінімальний діаметр поперечних стержнів при односторонній зварці повинен бути не менше мм.
Визначаємо проекцію розрахункового похилого перерізу с на повздовжню вісь
кН/м
для важкого бетону(СНиП 2.03.01-84* п.3.31)
В розрахунковому перерізі . Звідси
м, що менше за м. Тому приймаємо
м.
Визначаємо кН.
кН/м.
Приймаємо поперечні стержні Ø 10 мм арматури класу А-І. м². МПа.
Відношення , тому коефіцієнт не вводиться. Каркасів в перерізі два, тому м².
Крок поперечних стержнів
м.
що є більшим м (при висоті перерізу мм)
Тому приймаємо на приопорних ділянках довжиною м м,
в середній частині прольоту ригеля допускається см, тому призначаємо м. що є меншим за м
На першій проміжній опорі зліва: кН. Послідовно обчислюємо:
кН/м
що менше за м. Тому приймаємо
м.
кН/м.
м
При поперечних стержнях Ø 14 мм арматури класу А-І. м².
м²
Приймаємо крок рівний:
м
На першій проміжній опорі справа де кН. приймаємо такий ж крок як для опори зліва м
2.4 Розрахунок полиці ригеля.
Для розрахунку вибираємо ділянку шириною 1 м.
Навантаження на полицю ригеля кН – опорна реакція плити
Ексцентриситет
м. м.
Згинальний момент на цій ділянці
кНм.
;
м2.
Приймаємо 4Ø4 Вр-І з кроком 250 мм, м2.
2.5 Розрахунок ригеля по деформаціях.
Нормативний момент в першому прольоті при завантажені схемами 1 і 2.
кНм.
В тому числі від постійного і тривалого тимчасового навантаження
кНм.
Від короткотривалого
кНм.
Момент, який сприймається перерізом при утворенні тріщин, нормальних до повздовжньої осі
кНмкНм, де
м³.
Аналогічно в перерізі над опорою.
Визначаємо прогин плити в першому прольоті.
Повний прогин для ділянки з тріщинами.
Визначаємо кривизну по середині прольоту.
де для недовготривалої дії
де м
Відносна висота стиснутої зони в перерізі з тріщиною по формулі
де за СНиП 2.03.01-84* п. 4.27
Плече внутрішньої пари сил м
Коефіцієнт . де для недовготривалої дії
Приймаємо .
Отже кривизна ригеля
Визначаємо кривизну при опорі.
де для недовготривалої дії
де м
Відносна висота стиснутої зони в перерізі з тріщиною по формулі
де за СНиП 2.03.01-84* п. 4.27
Плече внутрішньої пари сил м
Коефіцієнт . де для недовготривалої дії
Приймаємо .
Кривина ригеля на опорі В по формулі при коефіцієнті :
Повний прогин для балки з рівномірно розподіленим навантаженням дорівнює
мм.
Умова виконується. Для середнього прольоту перевірку не виконуємо через нерозрізність схеми роботи ригеля, що зменшує момент в прольоті та викликає вигин на опорах.
2.6 Розрахунок ригеля на розкриття тріщин.
Гранично допустима ширина розкриття тріщин
мм
мм
Напруження в розтягнутій арматурі від дії постійного і тривалого навантаження
МПа.
Поправочний коефіцієнт при двохрядному розміщені арматури
де
Ширина розкриття тріщин при
мммм
Ширина розкриття від недовготривалого навантаження всіх навантажень.
Напруження в розтягнутій арматурі від дії всіх напружень.
МПа.
Напруження в розтягнутій арматурі від дії постійного і тривалого навантаження
МПа.
Приріст напружень.
МПа
Приріст розкриття ширини тріщини при
Ширина розкриття тріщин при сумісній дії напружень.
мммм
2.7 Розрахунок ригеля по утворенню похилих тріщин в при опорній ділянці.
Нормальне напруження від дії зовнішніх сил
МПа де
м4
Дотичні напруження в бетоні
МПа де
м3
Головні стискаючі і розтягуючі напруження
МПа
МПа
Коефіцієнт умов роботи бетону за формулою
Оскільки то умову утворення похилих тріщин провіряємо за формулою
МПа
Умова виконується, похилі тріщини не утворюються.
2.8 Розрахунок стику ригеля з колоною.
Відстань між центрами ваги закладних деталей на опорі
м
Зусилля розтягу в стику
кН
Площа перерізу стикових стержнів верхньої закладної деталі колони.
м2
Приймаємо 4x22AIII
Площа перерізу верхньої стикової пластини
м2
Приймаємо пластину з сталі марки С255 розмірами 170х14 мм.
Потрібна довжина зварних швів електродом Е-46
м
Розрахунок нижньої стикової пластини ригеля з сталі марки С255.
Площа пластини
м2
Товщина пластини при ширині м
м
Приймаємо пластину товщиною 12 мм
Довжина швів прикріплення ригеля до опори
м
Полицю колони проектуємо довжиною 150 мм. Зварювання проводимо з обох боків ригеля кутовими швами, і в торці закладної деталі лобовим швом, що дає змогу вийти на потрібну довжину зварного шва.
ІІІ. Розрахунок колони
3.1 Конструювання та збір навантажень.
Колону проектуємо розмірами 0.4х0.4 м. Висота поверху 3 м. Кількість поверхів – 7. Бетон класу В25, робоча арматура класу АІІІ а поперечні стержні класу АІ.
Збір навантажень.
Види навантажень
Нормативне
Коефіцієнт надійності
Розрахункове навантаження
кН/м2
кН/м2
Покрівля
Рубероїдна покрівля зміцнена щебеневою засипкою
0.26
1.3
0.338
асфальтна стяжка
0.72
1.3
0.936
t=
40
мм
ρ=
1800
кг/м3
Пінобетон
0.5
1.2
0.6
t=
100
мм
ρ=
500
мм
Пароізоляція
0.05
1.3
0.065
Збірна з/б плита
2.26
1.1
2.49
Ригель
0.50
1.1
0.56
Разом
4.30
4.99
Снігове навантаження
0.7
1.4
0.98
тривале
0.21
1.4
0.29
Всього
5.00
5.97
в тому числі тривале
4.51
5.28
Міжповерхове покриття
Керамічна плитка
0.234
1.1
0.25
Стяжка
0.44
1.3
0.57
Звукоізоляція
0.35
1.3
0.455
З/б плита
2.26
1.1
2.49
Перегородки
0.5
1.1
0.55
Разом Перекриття
3.79
4.32
Корисне на перекриття
νn=
6
1.2
7.2
Тривале
0.75νn
4.5
1.2
5.4
Всього по міжповерховому перекриттю
9.79
11.52
в тому числі тривале
8.29
9.72
Розрахункові навантаження
Грузова площа при кроці колон 7х5.8м – 40.6м2
Від покрівлі:
кН
Від міжповерхових перекриттів:
кН
Від ваги колони на 1-7 поверсі
кН
Повне навантаження на колону з врахуванням
кН
В тому числі тривале
кН
3.2 Визначення площі робочої арматури.
Розрахункова довжина колони враховує защемлення колони в фундаменті
.
.
Оскільки то колону розраховуємо при випадкових ексцентриситетах.
При і інтерполюючи дані з таблиці ;
Приймаємо коефіцієнт армування і . Тоді коефіцієнти ;
.
Отже площа всієї арматури в перерізі складає
м2
Умова
Виконується.
Приймаємо арматуру 4х32 АІІІ м2
3.3 Перевірка несучої здатності
кН
Що є меншим за кН
Міцність забезпечена.
Поздовжню арматуру розміщуємо симетрично. захисний шар приймаємо мммм.
Поперечну арматуру приймаємо діаметром мм, клас А-І.
Для поперечної арматури - мм.
Крок поперечної арматури приймаємо м
3.4 Розрахунок консолі колони
Консоль проектуємо розмірами 150х150 мм. Відстань від грані колони до ригеля приймаємо 15 мм. Захисний шар на консолі 10 мм.
Відстань від точки прикладання сили до грані колони
м.
Згинальний момент в колоні
кНм.
Плече внутрішньої пари сил
мм.
Необхідна площа арматури
см².
Приймаємо 4Ø18А-IІІ, м2
Арматуру зварюємо в 4 каркаси за допомогою металевої пластини м. м.
До робочої арматури кріпимо закладну деталь, кутник 140х90х10, L= 400 мм.
3.5 Розрахунок стику колони.
Приймаємо пластини товщиною мм. Центруючу прокладку приймаємо розмірами 14х14 мм. На пластинах виконуємо фаску для зварного шва.
Площа контакту по периметру зварних швів
м2
Площа контакту по центруючій прокладці
м2
Діюча сила N розподіляється пропорційно площам контакту
кН
кН
Катет зварного шва
м2
З конструктивних міркувань приймаємо катет шва мм
Об’ємний коефіцієнт косвеної арматури
Приймаємо 5 сіток з кроком s=4 см . Сітки квадратні з кроком стержнів с=5.5 см. Діаметр стержнів мм АІ. Площа см2
Об’ємний коефіцієнт прийнятої арматури
ІV. Розрахунок центрально стисненого фундаменту
Фундамент приймаємо монолітний східчастої форми.
Визначення навантажень і зусиль. Повне розрахункове навантаження
кН
Повне нормативне(згідно табл.)
кН
Розрахунковий опір ґрунту за завданням на проектування
МПа.
Бетон важкий класу В15, для якого при ,
B15
Rb=
8.7
МПа
Rbt=
0.765
МПа
Rb, ser=
11.5
МПа
Rbt, ser=
1.15
МПа
Eb=
21500
МПа
Робоча арматура класу А-IІІ
Необхідна площа фундаменту
м². Приймаємо фундамент 3х3 м площею 9 м².
кН/м²
З умови розрахунку на продавлювання знаходимо мінімальну робочу висоту фундаменту:
м
З конструктивних міркувань висоту фундаменту приймаємо не менше м
Кількість сходинок – 3. Для уніфікації розміру сходинки фундаменту приймаємо висоту сходинки м. Визначаємо мінімальну робочу висоту першої сходини:
м
Перевіряємо умову міцності за поперечними силами з умови сприйняття поперечної сили бетоном:
кН
кН
- умова міцності задовольняється.
Перевірка міцності фундаменту на продавлювання:
Площа основи піраміди продавлювання: м²
Продавлювальна сила: кН
кН, кН
де м - середнє арифметичне між периметрами верхньої і нижньої основи піраміди продавлювання; k = 1 – експериментальний коефіцієнт, визначений для важкого бетону.
Умова міцності на продавлювання виконується.
Для підбору арматури визначаємо моменти в розрахункових перерізах як для консольних балок.
кНм
кНм
кНм
Площа арматури
м²
м²
м²
Приймаємо квадратну сітку з арматури Ø14АIІІ з кроком 200 мм, .
Верхню сходинку армуємо конструктивно горизонтальними сітками з арматури Ø8 А-І, які встановлюються з кроком 150 мм по висоті, положення сіток фіксується вертикальними стержнями Ø8 А-І.
Глибину стакану приймаємо 600 мм, що є більшим за сторону колони і довжину заробки колони в фундамент. Товщину стінок стакану приймаємо 200 мм. Товщина дна стакану 350 мм. Зазор між колоною і стаканом по низу 50 мм по верху стакану – 75 мм.
V. Конструювання і розрахунок цегляного простінка.
Ширина простінка – 116 см. Відстань між двома осями вікон – 300 см. Тоді вантажна площа
м². Висота поверху – 3,0 м.
Розрахункове навантаження:
від покрівлі: ;
від міжповерхових перекриттів: ;
від ваги простінка на 2-6 поверхах: .
Повне навантаження на простінок в перерізі І-І з врахуванням коефіцієнта .
.
Повздовжня сила, яка прикладається ригелем дорівнює
кН.
Заведення ригеля за внутрішню грань стіни – 0.30 м.
Визначення ексцентриситету е: м.
Момент в перерізі І-І : кНм.
Розрахункова висота простінка см.
Повне навантаження на простінок в перерізі ІІ-ІІ з врахуванням коефіцієнта .
.
Момент в перерізі ІІ-ІІ :
кНм.
Обчислення ексцентриситету в перерізі ІІ-ІІ
м м. Отже розрахунку на розкриття тріщин не потрібно.
Приймаємо попередньо цеглу марки 150 на розчині М75
кН/см².
В першому наближенні приймемо .
Висота стиснутої зони поперечного перерізу
м.
Відношення
;
Коефіцієнт поздовжнього згину
Тоді
Коефіцієнт .
Площа стисненої зони
см².
Визначення необхідного розрахункового опору стиску цегляного муру з умови міцності перерізу ІІ-ІІ.
кН/см² >кН/см². Отже марка цегли і розчину підібрані добре.
Перевірка несучої здатності простінка
>
Міцність забезпечена.