Материал: Проект четырехэтажного жилого дома со встроенными помещениями в городе Киров

 - толщина конструкции пола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³;

- глубина подвала от уровня планировочной отметки,  = 2,54 м.

Несущий слой - суглинок легкий мягкопластичный (скважина 1)

Таблица 2.5

Скважина 1 (с отметки -2,4)

I = 0,69;  = 1,0;  = 1,0; , , ;

k = 1; ;

м

Примем b = 1,0 м.

R =

= 343,65 кН/м²

Нормативная нагрузка по сечению 1-1 на уровне подошвы фундамента:

N_n1-1 = 298,2 кН/м. Требуемая ширина подошвы фундамента:

b_тр = 1,05×N_n1-1/(R_о-g×H₁), (2.4)

где g - плотность грунта на уступах с учетом плотности уступов, принимаем g = 20 кН/м³;

1,05 - коэффициент, учитывающий внецентренное нагружение стен;

H₁ - расстояние от подошвы фундамента до пола подвала.

При отсутствии подвала и уступов фундамента g и H₁ учитываться не будут.

b_тр1-1 = 1,05×298,2/(343,65-20·0,86) = 0,96 м. Окончательно принимаем b_ф = 1,0 м.

2.1.2 Сбор нагрузки по сечению 2-2

Сечение 2-2 расположено на наружной самонесущей стене по оси А и представлено на рисунке 2.2.

Таблица 2.6

Сбор нагрузки от кровли, кН/м

Рисунок 2.2 - Расчетная схема сечения 2-2

Нагрузка от кровли

- нормативное значение:

q_табл2.6×L_ската/2 = 2,45×7,11/2 = 8,7 кН/м

·   расчетное значение:

3,42×7,11/2 = 12,2 кН/м

Нагрузка от конструкции стены

·   нормативное значение:

к_ост = Н_ок×L_ок/(Н_эт×L) = 1,31×1,51/(2,8×2,8) = 0,25;

Н_ст×d_ст×(1-к_ост)·r_ст×1+Н_ст×d_ут×(1-к_ост)×r_ут×1 =

 = 11,3×0,51×18×(1-0,25)·1+11,3·0,12·0,38×(1-0,25)·1 = 78,2 кН/м

- расчетное значение:

Н_ст×d_ст××(1-к_ост)r_ст×1×g_f×g_n+ Н_ст×d_ут×(1-к_ост)×r_ут×1×g_f×g_n =

 = 11,3×0,51×18×(1-0,25)·1·1,1+11,3·0,12·0,38×(1-0,25)·1·1,2 = 86,0 кН/м

Нагрузка от фундамента

- нормативное значение:

Н_ф×d_ф×r_ф×1 = 2,4×0,6×22×1 = 31,7 кН/м

- расчетное значение:

Н_ф×d_ф×r_ф×1×g_f ×g_n = 31,7×1,1×1 = 34,9 кН/м

Итого по сечению 2-2:

·   нормативное значение: 8,7+78,2+31,7 = 118,6 кН/м

·   расчетное значение: 12,2+86,0+34,9 = 133,1 кН/м

Примем b = 1,0 м. Несущий слой - суглинок легкий мягкопластичный (скважина 1).

R =

= 343,65 кН/м²

Нормативная нагрузка по сечению 2-2 на уровне подошвы фундамента:

N_n2-2 = 118,6 кН/м

Требуемая ширина подошвы фундамента:

b_тр = 1,05×N_n2-2/( R_о-g×H₁) ,

b_тр1-1 = 1,05×118,6/(343,65-20·0,86) = 0,38 м

Окончательно принимаем b_ф = 1,0 м.

2.1.3 Сбор нагрузки по сечению 3-3

Сечение 3-3 расположено на внутренней несущей стене по оси 3 и представлено на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Расчетная схема сечения 3-3. Грузовая площадь

Конструктивное решение перекрытий аналогично сечению 1-1. Полная нагрузка по сечению 3-3 будет равна:

Нагрузка от покрытия и перекрытия

(q_табл.2.1+q_табл.2.2∙3+q_табл.2.3+q_табл.2.4)×L_ср, (2.5)

·   нормативное значение: (10,08+11,28∙3+8,35+1,18)×6,04 = 322,8 кН/м

·   расчетное значение: (11,30+12,71∙3+9,74+1,58)×6,04 = 367,0 кН/м

Нагрузка от конструкции стены

·   нормативное значение:

Н_ср._ст×d_ср.ст×r_ст×1 = 14,00×0,38×18×1 = 95,8 кН/м

·   расчетное значение:

Н_ср._ст×d_ср.ст×r_ст×1×g_f ×g_n = 95,8×1,1 = 105,3 кН/м

Нагрузка от фундамента

·   нормативное значение:

Н_ср.ф×d_ср.ф×r_ф×1 = 2,4×0,4×22×1 = 21,1 кН/м

·   расчетное значение:

Н_ср.ф×d_ср.ф×r_ф×1×g_f ×g_n = 21,1×1,1 = 23,2 кН/м

Итого по сечению 3-3:

·   нормативное значение: 322,8+95,8+21,1 = 439,7 кН/м

·   расчетное значение: 367,0+105,3+23,2 = 495,5 кН/м.

Определим расчетное сопротивление грунта под подошвой R.

Несущий слой - суглинок легкий мягкопластичный (скважина 1).

I = 0,69;  = 1,0;  = 1,0; , , ;

k = 1; ;

- глубина подвала от уровня планировочной отметки,  = 2,8 м.

м

Примем b = 1,0 м.

R =

= 403,6 кН/м²

Нормативная нагрузка по сечению 1-1 на уровне подошвы фундамента:

N_n3-3 = 439,7 кН/м

Требуемая ширина подошвы фундамента:

b_тр = 1,05×N_n3-3/( R_о-g×H₁) ,

b_тр3-3 = 1,05×439,7/(403,6-20·0,9) = 1,19 м

Окончательно принимаем b_ф = 1,2 м.

.1.4 Расчет осадки фундамента

Осадка основания по сечению 3-3 определяется методом элементарного послойного суммирования по формуле:

s = b×å(s_zpi×h_i/E_i), м, (2.6)

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

s_zpi - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали проходящей через центр фундамента;

h_i - толщина i-го слоя грунта;

E_i - модуль деформации i-го слоя грунта.

Осадку рассчитываем в следующем порядке:

Грунты, лежащие ниже подошвы фундамента, разбиваем на слои, толщиной h_i <0,4b = 0,4×1,2 = 0,48 м.

Определяем давление от собственного веса грунта по формуле:

, кПа, (2.7)

Определяем дополнительное давление по глубине по формуле:

, кПа, (2.8)

Природное давление определяется по формуле:

s_zqi = g_i×z_i , кПа, (2.9)

где g_i - удельный вес i-го слоя грунта;

z_i - глубина заложения подошвы i-го слоя грунта.

s_zq1 = 0,65×12 = 7,8 кПа

s_zq2 = 2,63×19,3 = 50,8 кПа

s_zq3 = 1,6×20,4 = 32,6 кПа

s_zq4 = 2,7×19,7 = 53,2 кПа

s_zq5 = 2,4×19,1 = 45,8 кПа

Среднее давление под подошвой фундамента:

р = (N_ст+N_ф+N_гр)/А, кПа, (2.10)

где N_ст - нагрузка от стены;

N_ф - нагрузка от фундамента;

N_гр - нагрузка от грунта, находящегося на выступах фундамента;

А- площадь фундамента.

р = (495,5+2×20×(0,5+0,24)×0,4×1)/1,2×1 = 422,8 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание:

р₀ = р-g×d , кПа, (2.11)

где g - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d - глубина заложения фундамента.

р₀ = 422,8-0,61×19,3 = 411,0 кПа

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента:

s_zрi = a_i× р₀ , кПа, (2.12)

где a_i - коэффициент, принимаемый по табл. 55 [3] в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины, равной x = 2×z/b.

Таблица 2.7

Определение дополнительного вертикального напряжения

Мощность активного слоя h_акт = 7,7 м (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Осадка основания фундамента по сечению 3-3

Осадка основания составит:

s = 0,8×[389,6×0,31 / 28×10³ + 336,28×0,3 / 28×10³ + 256,5×0,4 / 24×10³ +

+ 200,2×0,4 / 24×10³ + 163,2×0,4 / 24×10³ + 135,9×0,4 / 24×10³ + 114,7×0,45 /

/ 22×10³ + 98,2×0,45 / 22×10³ + 86,7×0,45 / 22×10³ + 77,3×0,45/22×10³ +

+ 63,3×0,45 / 22×10³ + 58,4×0,4 / 23×10³ + 54,7×0,4 / 23×10³ + 50,9×0,4/ 23×10³⁺

+ 47,7×0,4 / 23×10³ + 45,6×0,4 / 23×10³] = 0,027 м

Суммарная осадка составляет:

s_общ< s_u , м, (2.13)

где s_u - предельная деформация основания, принимаемая по прилож.Д [3] в зависимости от типа здания.

,7 см < 10 см - условие выполняется, т.е. осадка фундамента значительно меньше нормативной.

.2 Расчет стропильных конструкций

.2.1 Расчет настила

Расчет настила под кровлю из кровельной стали. Настил из сосновых досок. Шаг стропил 1000 мм. Уклон кровли α = 25⁰.

Принимаем доски 2-го сорта с расчетным сопротивлением R_c = 13·10⁶ Па и модулем упругости Е = 10¹⁰Па, m_в = 1. Плотность древесины r = 5000 кг/м³. Коэффициент надежности по нагрузке от веса кровельной стали _ƒ = 1,05, от веса настила _ƒ = 1,1. Расчетный вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли S_g = 3200 Н/м².

Угол наклона кровли α = 25⁰, cosα = 0,906, sinα = 0,423.

Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке μ = 1 при α < 25⁰.

Расчет настила под кровлю ведется на две комбинации загружения:

а) равномерно распределенная постоянная и временные нагрузки;

б) равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса настила и сосредоточенная монтажная нагрузка.

В качестве расчетной схемы настила принимается двухпролетная балка (рисунок 2.5).

Расчет по первому сочетанию нагрузок

Принимаем сечение настила 25x150 мм. Сбор нагрузок на настил приведен в таблице 2.7.

Таблица 2.8

Сбор нагрузок на настил, кН/м²