Расчёт площади сечения арматуры

Пример расчёта фундаментной подушки под продольную несущую стену по оси «Г»

Исходные данные

Здание без подвала, наружные стены толщиной 640 мм. Глубина заложения фундамента d=2,1-0,6=1,5 м, грунты основания пески пылеватые, маловлажные, средней плотности .

Подсчёт нагрузок

Грузовая площадь

3,28 м –расстояние между осями смежных оконных проемов;

3,4 м-половина расстояния между осями несущих стен.

Рисунок 8.1- Фрагмент плана и фрагмент разреза по стене

Таблица 8.1. - Подсчёт нагрузок на 1м² горизонтальной проекции покрытия.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности,	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
Черепица	0,226	1,35	0,305
Обрешетка	0,069	1,35	0,093
Изопласт 1 слой	0,040	1,35	0,054
Стропильная нога	0,076	1,35	0,103
Итого постоянная	0,411		0,555
Переменная
Снеговая 0,8·0,429	0,343	1,6	0,549
Итого временная	0,343		0,549
Полная	0,754		1,104

Где , т.к. у здания скатная кровля.

Таблица 8.2 – Подсчёт нагрузок на 1м² чердачного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности,	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
Цементно-песчаная стяжка 10 мм 0,01м∙20кН/м3	0,20	1,35	0,270
Утеплитель газосиликат 300 мм 0,3м∙3 кН/м3	0,90	1,35	1,215
Пеноплекс 10 мм 0,01м∙0,4 кН/м3	0,004	1,35	0,005
Железобетонная плита по- крытия (hred=11см=0,11м) 25кН/м3·0,11м	2,75	1,35	3,713
Итого постоянная	3,854		5,203
Переменная	0,7	1,5	1,05
Полная	4,554		6,253

Таблица 8.3 - Подсчёт нагрузок на 1м² междуэтажного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности,	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
Доски пола 28 мм 0,028 м·5,5 кН/м3	0,154	1,35	0,208
Лаги прямоугольного сечения	0,033	1,35	0,045
Слой ДВП 10мм 0,01 м·2,0 кН/м3	0,02	1,35	0,027
Железобетонная плита 25кН/м3·0,11м	2,75	1,35	3,713
Итого постоянная	2,957		3,993
Переменная	1,5	1,5	2,25
Полная	4,457		6,243

Нагрузка от стены высотой =14,65 м

(8.1)

=0,64 м – толщина стены;

– высота стены;

– среднее значение объёмного веса материала стены;

;

-коэффициент проемности;

(8.2)

- размеры оконного проема;

- длина расчетного участка стены (расстояние между осями смежных оконных проемов);

высота этажа;

- коэффициент проемности;

;

Нагрузка от оконного остекления, считая его массу 0,75кН/м³ (тройное остекление):

(8.3)

Нагрузка от фундаментных стеновых блоков на 1м длины стены

(8.4)

=0,6 м – толщина фундаментных стеновых блоков;

=1,8 м – высота трех фундаментных стеновых блоков;

=24кН/м³ – объёмная масса бетона;

.

Нормативная нагрузка приходящаяся на 1м длины фундамента:

(8.5)

где = 4 – количество междуэтажных перекрытий

Расчётная нагрузка, приходящаяся на 1м длины фундамента:

(8.6)

где =1,35- коэффициент надёжности по нагрузке;

Определение ширины фундаментной подушки

Требуемый размер фундаментной подушки определяется по формуле:

(8.7)

где — коэффициент надёжности по назначению конструкций здания (для второго класса ответственности =0,95);

= 20…22 кН/м³ – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

.

В соответствии с типовой серией Б1.0112-1-1.99 принимаем фундаментную подушку марки ФЛ 8.24( шириной b=0,8 м и высотой 0,3 м).

Расчёт площади сечения арматуры

Изгибающий момент в консоли у грани стены от расчётных нагрузок

225,63 кН/м.

Рисунок 8.2-Расчетная схема и эпюра фундаментной подушки.

Определим требуемую площадь сечения арматуры на 1м длины плиты по формуле:

(8.8)

(8.9)

-длина консольной части;

(8.10)

- реактивное давление грунта;

;

- с расчетное сопротивление арматуры;

(8.11)

- рабочая высота сечения.

где h=300 мм— высота типовой фундаментной подушки шириной менее 2-х метров;

(8.12)

- защитный слой; минимальное значение защитного слоя бетона для сборного фундамента 45 мм (п. 11.2.12 [1]);

- предполагаемый диаметр арматуры подушки.

; d =300 – 50 = 250 мм.

.

Минимальное значение требуемой площади арматуры составит

(8.13)

где определено по таблице 11.1[4]: > 0,13. Принимаем =0,143.

.

По таблице сортамента арматуры принимаем пять стержней диаметром 10 мм класса S400 ( =393 мм²).

Площадь поперечного сечения распределительной арматуры должна составлять не менее 10% площади рабочей арматуры, поэтому с учетом двух консольных свесов фундаментной подушки: принимаем 3 стержня диаметром 6 мм S240.

8.5 Расчет фундаментной подушки на прочность при действии поперечной силы , возникающей в ее консольной части

Расчет железобетонного элемента на действие поперечной силы при отсутствии вертикальной и (или) наклонной (отогнутой) арматуры, следует производить из условия:

(8.14)

где - расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок.

.

- расчетная поперечная сила, воспринимаемая ж/б элементом без поперечной арматуры, определяемая по формуле (8.15)

(8.15)

Но не менее:

(8.16)

где , d- в мм; ;

-расчетное сопротивление бетона сжатию

( =1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона).

- расчетное сопротивление бетона растяжению;

(8.17)

где квантиль прочности на растяжение (таблица 6.1 [1]);

; .

- площадь сечения продольной растянутой арматуры, учитываемой в расчете прочности наклонного сечения, при условии, что она заведена за расчетное сечение на длину не менее и надежно заанкерена.

- минимальная ширина поперечного сечения элемента в растянутой зоне;

, принимаем ;

;

- напряжение в бетоне, вызванное наличием осевого усилия;

;

;

;

, условие выполняется.