Конструктивный раздел (Жилой 5-этажный дом на 45 квартир по ул. Алексеевской)

2.1. Расчёт монолитной плиты перекрытия в осях 1-3/А-И

в программном комплексе Лира 9.6

2.1.1. Постановка задачи

1. Произвести расчёт монолитной плиты перекрытия в программном комплексе «Лира».

2. Анализ результатов расчёта.

3. Проектирование элементов каркаса.

2.1.2. Исходные данные

Исходные данные для модели здания – архитектурно - строительные чертежи: план, разрез, фасад здания.

Бетон класса В25

Рабочая арматура класса А400

Поперечная арматура А240

Толщина плиты перекрытия 180 мм.

2.1.3. Компоновка расчётной схемы

Плита перекрытия моделировалась конечным элементом №41 (оболочка). Закрепления узлов в месте опирания монолитной плиты перекрытия на кирпичную стену. Шаг разбивки узлов конечно-элементной схемы – 0,3x0,3м.

Рис.2.1. План плиты перекрытия

2.1.4. Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Таблица 2.1.

Наименование нагрузки	Нормативное значение т/м2	Коэффициент надежности	Расчетное значение т/м2
Собственный вес	автоматически	1,1	автоматически
Вес перегородок	0,1	1,2	0,12
Вес полов -цементно-песчаная стяжка -линолеум	0,096 0,096	1,3 1,3	0,33 0,33
Полезная нагрузка	0,15	1,3	0,2
Итого	0,346		0,65

Для расчитываемого перекрытия, кроме сплошной поверхностной нагрузки, задавалась полосовая нагрузка с шириной полосы 6 метров. Это выполнено для того, чтобы учесть самое неблагоприятное армирование плиты. При сплошной поверхностной нагрузке на перекрытие распределение пластических шарниров приведено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. Схема образования пластических шарниров при сплошной нагрузке

Как видно из рисунка, плита перекрытия, состоящая из конечных элементов в виде оболочки размером 0,3*0,3 м разбивается на отдельные плиты со своими пластическими шарнирами. При полосовой нагрузка картина формирования пластических шарниров иная.

Рисунок 2.3. Схема образования пластических шарниров при полосовой нагрузке

2.1.5. Расчёт армирования пространства между термовкладышами.

Термовкладыши устраивают для того, чтобы не образовался «мостик холода».

Рисунок 2.4. Грузовая площадь для сбора нагрузок.

Расчётная схема – консольная балка, с равномерно распределённой нагрузкой.

Сбор нагрузок:

- вес облицовочной кирпичной кладки

P₁=0,7 м*0,12 м*3 м*1400 кг/м³*10=3528 Н

1 кг=10 Н

3м – высота этажа

0,7 м – размер грузовой площади

0,12 м – ширина кирпича

1400 кг/м³ – плотность облицовочного кирпича

- вес керамзитобетонных блоков

P₂=0,2 м*0,7 м*3 м*1600 кг/м³*10=6720 Н

0,2 м – ширина керамзитобетонного блока

0,7 м – размер грузовой площади

1600 кг/м³ – плотность керамзитобетона

- вес утеплителя – минеральная вата

P=0,5 м* 0,15 м * 3 м *10*125 кг/м³=281,25 Н

0,15м – толщина утеплителя

0,5 м – ширина утелителя

- вес полов

Цементная стяжка P=0,03 м* 1 м* 1м * 10*1600кг/м³= 480Н

Подстилающий слой бетона P=0,08м * 1м* 1м * 10*2500 кг/м³=2000 Н

Суммарная нагрузка равна: 13 кН.

Рисунок 2.5. Расчётная схема

Исходные данные:

Бетон класса В25 R_b=14.5 МПа

Арматура класса А400 R_s=365 МП

Рисунок 2.6. Сечение элемента

Рисунок 2.7. Схема внутренних усилий в опасном сечении

, (2.14.)

h(0)=220-27=193 мм

Спроецируем усилия на ось X:

R_sA_s=R_bbξh(0), (2.15.)

Откуда

, (2.16.)

Для бетона класса В25, арматуры А400 и коэффициента условий работы бетона γ_b1=1 _R=0,565 что меньше фактического. Это говорит о пластическом разрушении балки.

ql²/2=R(s)*A(s)*(h₀-0.5*ξ*h₀), (2.17.)

откуда площадь арматуры равна

, (2.18.)

А_{s min}=μ*b*h₀, (2.19.)

А_{s min}=0.05%*0,2*0,2*10000/100%=0,02 см²

Армируем А_s=6,16 см² 2Ø14 А400 с шагом 50 мм.

Центр тяжести арматуры: А=20+d/2=20+14/2=27 мм.

Рис.2.8. Изополя напнапнапряжений напряжений Мx

Рис.2.9. Изополя напнапнапряжений напряжений Му

Рис.2.10. Прогибы плиты перекрытия от нормативных нагрузок

Рис.2.11. Мозаика площадей нижнего армирования

Рис.2.12. Мозаика площадей верхнего армирования

Анализ результатов

Нижнее армирование: примем арматуру Ø10 А400 ш. 200x200.

Верхнее армирование: примем арматуру Ø10 А400 ш. 200x200 и дополнительно у стен арматура Ø10 А400 ш. 200.

Толщина монолитной плиты перекрытия 180 мм, бетон класса В25.

Длина консоли L=470мм.

L=470/200=2,35мм.

Прогиб f=1,96 мм ≤ 2,35мм.

2.2. Расчёт ростверка в программном комплексе Base 10.0.

2.2.1. Постановка задачи

1. Произвести расчёт ростверка в программном комплексе Base 10.0

2. Анализ результатов расчёта

Результаты расчета

Тип фундамента:

Ленточный на свайном основании

1. - Исходные данные:

Способ определения несущей способности сваи:

Расчётом

Тип свай:

Висячая забивная

Тип расчета:

Проверить заданный

Способ расчета:

Расчет на вертикальную нагрузку и выдёргивание

Исходные данные для расчета:

Диаметр (сторона) сваи 0.3 м

Высота свайного ростверка (H) 0.6 м

Количество рядов (n) 1 шт.

Шаг свай в ряду (a) 1.3 м

Расчетные нагрузки на фундамент:

________________________________

Наименование Величина Ед. измерения Примечания

N 47 тс/п.м.

My 0 тс*м/п.м.

Qx 0 тс/п.м.

________________________________

2. Выводы:

Нижняя арматура Ø12 А400 ш.200x200.

Высота ростверка 600 мм достаточна при расчете на продавливание.

Высота ростверка 600 мм достаточна при расчете на изгиб.

В ростверке арматура Ø8 А240 с шагом 200мм.

2.3. Расчёт сваи длиной 11 метров в программном комплексе Лира 9.6

2.3.1. Постановка задачи

1. Произвести расчёт армирования сваи длиной 11 метров в программном комплексе «Лира».

2. Анализ результатов расчёта

3. Проектирование элементов каркаса

2.3.2. Исходные данные

Площадка изысканий находится в центральном округе г. Хабаровска.

В геоморфологическом отношении площадка находится в пределах пологоволнистой, слабоувалистой поверхности. Абсолютные отметки поверхности земли колеблются от 54 до 59,4 м. В геологическом строении площадки строительства принимают участие техногенные грунты (пески, суглинок, битый кирпич, щебень), делювиальные отложения (суглинки, глины полутвёрдые), элювиальные (суглинки полутвёрдые, дресвяные и щебенистые грунты с суглинком твёрдым и полутвёрдым заполнителем).

2.3.3. Сбор нагрузок на сваю

Наименование	Нормативная нагрузка т/м2	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка т/м2
Снеговая нагрузка	0,086	1,4	0,12
Собственный вес перекрытия	2,5т/м3*0,2м*6=3	1,1	3,3
Вес полов	0,05 т/м2*5=0,25	1,3	0,33
Вес перегородок	0,1 т/м2*5=0,5	1,2	0,72
Полезная нагрузка	0,15*5=0,75	1,3	0,98
Вес кровли	0,1 т/м2	1,3	0,13
Итого	4,7		5,6

Погонная нагрузка на свайный ростверк 5,6 т/м2 * 6,37 м=35,6 т/м.

Расстояние между сваями – 1300 мм.

Сосредоточенная нагрузка на сваю 35,6 т/м * 1,3=46,4 т.

Анализ результатов расчета

Согласно серии с.1.011.1-10 вып 1 примем сваю С110.30-13у.