Материал: Строительство трехэтажного жилого дома на 52 квартиры в городе Вологда

- плотность материала стены.

Коэффициент остекления:

,

где ;

Нок - высота окна;

Нэт - высота этажа;

L - расстояние между центрами окон.

кН/м;

Нагрузка от фундамента

N=2,4·0,6·25·1·1,1=39,6 кН/м

Итого N=85,67+94,81+39,6=220,08 кН/м

Сечение 2-2. Ширина грузовой площади 6,43 м

Рисунок 2.2 - Расчетная схема сечения 2-2

Нагрузка от покрытия и перекрытия

N=(7,009+2·7,041+4,765+2,699)·6,43=183,61 кН/м

Нагрузка от стены

N=(10,05·0,38·18·1·1,1) · (1-0,096)=68,36 кН/м

Нагрузка от фундамента

N=3,32·0,4·25·1·1,1=36,52 кН/м

Итого N=183,61+68,36+36,52=288,49 кН/м

Сечение 3-3. Ширина грузовой площади 3,0 м

Рисунок 2.3 - Расчетная схема сечения 3-3

Нагрузка от покрытия

N= 2,699·3=8,1 кН/м

Нагрузка от стены

кН/м;

Нагрузка от фундамента

N=3·0,6·25·1·1,1=49,5 кН/м

Итого N=8,1+139,01+49,5=196,61 кН/м

Данные по инженерно-геологическим изысканиям

В результате анализа полевых и лабораторных данных в сфере воздействия проектируемого сооружения выделено (сверху-вниз) 3 инженерно-геологических элемента:

ИГЭ-1. Насыпной грунт, строительный мусор. Мощность слоя - 0,3 м.

ИГЭ-2. Супесь мягкопластичная. Мощность слоя - 1,2 м.

ИГЭ-3. Суглинок светло-коричневый тугопластичный. Мощность слоя - 4,5 м.

Определение глубины заложения фундамента

Определяем расчетную глубину промерзания df = d1 по [6].

df = kh*dfn , м,

где kh - коэффициент теплового режима в здании, kf = 0,7 - для зданий по утепленному цокольному перекрытию;

dfn - нормативная глубина промерзания, определяется по карте,

dfn=1,50 м

df = 0,7*1,50 = 1,05 м.

Так как слои грунта располагаются не строго горизонтально, то глубину заложения принять с некоторым запасом: d= df+0,2=1,05+0,2=1,25 м.

Глубина заложения фундамента зависит от вида грунтов, заложение фундамента должно быть не менее, чем на 0,5м ниже подошвы слабого грунта:

d= h1+ h2+0,5м = 0,3+1,2+0,5=2,0 м.

Глубина заложения в здании с подвалом должна быть не менее 0,5м от уровня пола подвала:

d=db+0,5м, м,

где db- глубина подвала, м;

db = отметка планировки - Hподв. , м,

db,1-1 = -1,6-(-2.82) = 1,22 м,

d1-1=db+0,5м=1,22+0,5=1,72 м.

db,3-3 = -2,0-(-2.82) = 0,82 м,

d3-3=db+0,5м=0,82+0,5=1,32 м.

Из трех значений принимаем большее d=2,0 м и определяем отметку подошвы фундамента:

Отметка подошвы = отметка планировки - d отметка подошвы 1-1= -1,6-2,0 = -3,6 м.

Примем отметку подошвы фундамента для сечения 1-1 -3,64 м.

отметка подошвы 3-3= -2,0-2,0 = -4,0 м.

Примем отметку подошвы фундамента для сечения 3-3 -4,24 м.

Расчет фундамента по деформациям

Определение ширины подушки фундамента.

, м,

где Nн - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, кН;

гср - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

Rо - расчетное сопротивление грунта основания (применяется для предварительного назначения размеров фундамента).

Для суглинка Rо = 320 кПа.

d - глубина заложения фундамента.

d1-1 = 2,04 м.

d2-2 = 0,82 м.

d3-3 = 2,24 м.

, принимаем b = 1,0 м.

, принимаем b = 1,0 м.

, принимаем b = 0,8 м.

1,05 - коэффициент, учитывающий внецентренное нагружение стен.

При проектировании фундаментов в открытых котлованах требуется обеспечить условие:

, Н/м2,

где p - среднее давление, действующее по подошве проектируемого фундамента, Н/м2;

R - расчетное сопротивление грунта основания, Н/м2.

, Н/м2,

где Nо - нагрузка, действующая на подушку фундамента, кН;

Nп - вес подушки фундамента на единицу длины, кН;

Nгр - вес грунта на уступах на единицу длины, кН.

- проверяем ширину подушки фундамента для сечения 1-1:

,

Среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

R=, кПа,

где, с1 и с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 5.4 [6]; с1=1,1 и с2=1,0;

k - коэффициент, принимаемый равным: k1=1 если прочностные характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями;

М , Мq , Mc - коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5;

М = 0,56 , Мq = 3,24 , Mc= 5,84.

kz - коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м - kz=1,

b - ширина подошвы фундамента, м;

II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определяется по формуле:

/II - то же, залегающих выше подошвы:

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2); сII = 26 кПа

d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, м,

где hs - толщина слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвальном этаже, м,

hcf - толщина конструкции пола подвала, м; hcf = 0,16м;

cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3, принимаем cf = 21 кН/м3

db - глубина подвала расстояние от уровня планировки до пола подвала,

db,1-1 =1,22 м.

R=

• 241,5 кПа < 294,15 кПа - условие выполняется.
• - проверяем ширину подушки фундамента по сечению 2-2:

db,2-2 =0,82 м.

R=

• 305,83 кПа < 307,2 кПа - условие выполняется.
• - проверяем ширину подушки фундамента по сечению 3-3:

db,3-3 =0,82 м.

R=

264,46 кПа < 313,88 кПа - условие выполняется.

Расчет простенка

Сбор нагрузок

Нужно определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование кирпичного простенка первого этажа размером в плане 0,7х0,64 м с расчетной высотой 3 м. Кирпичный простенок выполнен из керамического утолщенного кирпича КР-р-пу 1,4НФ/150/1,2/50 ГОСТ 530-2012 на растворе марки М50. Расчетное сопротивление кладки сжатию R=1,8 МПа. Высота простенка H равна высоте окна, H=1,6 м, высота этажа 3,0 м.

Рисунок 2.4 - Рассчитываемый простенок

Приведенная длина простенка без учета четверти

L=(0,555+0,415)·0,5+(0,29+0,15)·0,5=0,7м

Условно приведенное сечение простенка примем 0,7х0,64м

Площадь сечения столба

А=.

Ширина грузовой площади 1,275+0,795=2,07м.

Нагрузка, действующая на простенок:

1)Нагрузка от покрытия и перекрытия 2,3 этажа

N=(7,041+4,765+2,699)·3,45·2,07=103,59 кН

Нагрузка от перекрытия 1 этажа

N=7,041·3,45·2,07=50,28 кН

Нагрузка от вышележащих этажей считается приложенной по центру. Нагрузка от перекрытия 1 этажа приложена с эксцентриситетом, поэтому создает момент.

2)Нагрузка от стены

Коэффициент остекления

N=(7,3·0,64)·(1-0,283)·18·1·1,1·2,07=137,3 кН

Итого N=103,59+50,28+137,3=291,17 кН

Эксцентриситет от перекрытия 1 этажа

, м,

где - глубина опирания плиты перекрытия, м.

, кНм,

Тогда эксцентриситет продольной силы N равен

, м,

При е0=0,045м<0,7у=0,7*0,64/2=0,224м расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Определяем расчетную несущую способность кирпичного простенка для неармированной кладки:

,кН,

где - коэффициент равный 1, так как толщина простенка более 30 см;

- коэффициент для неармированной кладки; =0,75;

l - коэффициент продольного изгиба;

- площадь сжатой части сечения;

, м2,

Для определения коэффициента продольного изгиба определим гибкость элемента:

,

где - высота простенка

- толщина простенка

,

По табл. 16 [8] определяем упругую характеристику кирпичной кладки, для керамического кирпича .

По табл. 19 [8] определяем коэффициент продольного изгиба .

,

,

Условие выполняется.

,

N=291,17 кН < 556,13 кН.

Прочность кладки обеспечена.

Пронимаем конструктивное армирование .

Принимаем диаметр проволоки для сеток 4 мм с расположением через три ряда кладки и исходя из 0,1% армирования принимаем размер ячейки в плане 5х5см. Крайние стержни располагаются от наружных граней столба (защитный слой) на 1,5 см.