Dveri-lubercy.ru

Дизайн и ремонт
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет на продавливание фундаментной плиты пример

Расчет продавливания фундаментной плиты

Расчет продавливания фундаментной плитыПроводя расчет плиты фундамента на продавливание, можно с точностью определить габариты монолитного блока и обеспечить нужный уровень прочности фундамента (с запасом). Основная цель проведения расчетов – добиться оптимальных прочностных показателей основания, определив минимально необходимое количество материалов, марку бетонной смеси, способ армирования. Это позволит быть уверенным в эксплуатационных показателях сооружения, потратив наименьшую сумму (насколько это возможно). Способ исчисления зависит от особенностей сооружения будущей конструкции, поэтому в каждом случае его следует проводить в соответствии с имеющимися показателями.

Основные параметры

Предварительный расчет на продавливание целесообразно выполнить для определения размеров создаваемой площади перекрытия, то есть при ее конструировании. При этом отдельно следует рассчитать ее размеры в случае предполагаемого действия только одной сосредоточенной нагрузки в середине плиты и при одновременном воздействии на нее указанной нагрузки и изгибающего момента.

Для готовых стандартных плит возможны следующие варианты вычислений:

Схема арматуры против продавливания перекрытий.

  • нагрузка расположена у края;
  • нагрузка расположена в углу;
  • в зоне действия нагрузки имеется поперечная арматура;
  • конструкция перекрытия имеет поперечную арматуру из профилированной стали по всей длине и ширине;
  • колонна имеет расширенные части (капители);
  • фундаментные плиты имеют банкетки;
  • вблизи зоны продавливания имеются отверстия или проемы;
  • конструкция расположена непосредственно у стены.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ

Полный текст:

Аннотация

Аннотация. В статье рассмотрен метод моделирования монолитных железобетонных каркасов зданий по пространственной плитно-стержневой схеме и отражены результаты исследования вопроса о продавливании плит перекрытия. При создании конечно-элементной схемы каркаса здания плиты перекрытий моделировались четырехугольными оболочечными конечными эле- ментами с 24 степенями свободы, колонны и балки – пространственными стержнями с 12 степенями свободы. Выполнен расчет каркаса здания методом конечных элементов с использованием программного комплекса «SCAD», получены усилия в элементах каркаса и определены зоны концентрации напряжений в местах сопряжения плит перекрытия и колонн. Разработана программа «Расчет плиты перекрытия на продавливание» на языке высокого уровня Object Pascal в среде Delphi в соответствии с нормами проектирования, которая позволяет исследовать различные варианты расположения колонн и диафрагм жесткости на плите перекрытия. По программе «Расчет плиты перекрытия на продавливание» вычислен коэффициент использования несущей способности плиты. Результаты хорошо коррелируется с расчетом по модулю «Арбат» программного комплекса «SCAD». Отличие разработанной программы состоит в возможности учета вариантов расположения колонн и диафрагм жесткости на плите перекрытия (центральное, краевое, угловое). Программа «Расчет плиты перекрытия на продавливание» рекомендована для использования при проектировании монолитных железобетонных зданий.

Ключ. слова

Об авторах

кафедра автомобильных дорог, оснований и фундаментов

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой

367015 г. Махачкала, пр. И. Шамиля , 70

факультет промышленного и гражданского строительства, академия строительства и архитектуры

344000, г. Ростов- на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

кафедра технической механики, академия строительства и архитектуры

кандидат технических наук, профессор

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

кафедра технической механики

кандидат технических наук, доцент

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Список литературы

1. Кравченко Г.М., Коробкин А.П., Труфанова Е.В., Лукьянов В.И., «Критерии оценки динамических моделей железобетонного каркаса здания», Science Time, 2014.

2. Кравченко Г.М., Казанцев А.А., Шамитько Д.А., «Определение оптимальных параметров стержневых и плитных систем», Theoretical Foundation of Civil Engineering, Варшава, 2006.

3. Панасюк Л.Н., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., «Аппроксимация граничных кинематических условий гладкими кубическими сплайнами», Научное обозрение, 2014.

4. Агаханов Э.К., «О развитии комплексных методов решения задач механики деформируемого твердого тела»//Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. -№2 – Т.29.-2013, с.39-46.

5. Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., Вержиковский В.В., Заритовский Д.С., «Исследование напряженно-деформированного состояния фундаментной плиты выставочного павильона технопарка РГСУ с учетом различных моделей основания», Инженерный вестник Дона, 2015.

6. Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., Кубашов Т.Р., «Влияние модели основания грунта на напряженно-деформированное состояние фундаментной плиты», Строительство — 2015: Современные проблемы строительства, 2015.

7. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП. – М., 2004.

8. Kuang, J.S. and Morely, C.T., «Punching Shear Behavior of Restrained Reinforced Concrete Slabs», ACI Structural Journal, 89, 1, 1992, pp 13-19.

Читать еще:  Заливка ленточного фундамента своими руками

9. Kinnunen, S., and Nylander, H., (1960) «Punching of Concrete Slab without Shear Reinforcement», Transactions of the Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, No. 158.

10. Eder M.A, Vollum R.L., Elghazouli A.Y., Performance of ductile RC flat slab to steel column connections under cyclic loading, Engineering Structures, 36, 2012, 239- 257.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Агаханов Э.К., Костенко Д.С., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2016;41(2):8-16. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2016-41-2-8-16

For citation: Agakhanov E.K., Kostenko D.S., Kravchenko G.M., Trufanova E.V. PUNCHING CALCULATION OF REINFORCED CONCRETE FLOOR SLABS. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2016;41(2):8-16. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2016-41-2-8-16

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Расчет арматуры плитного фундамента

Для фундаментов плитного типа необходимо использовать только арматуру с ребристой поверхностью и толщиной прутка не менее 10 мм. Арматура обеспечивает прочность всей конструкции, и ее значение сложно переоценить. Общая длина прутка арматуры определяется размерами здания и шагом сетки арматурного каркаса. Обычно этот шаг принимается равным 20 см. Зная этот размер, можно без труда рассчитать суммарную длину арматурного прутка, а также его вес и объем. В среднем объем армирующих конструкций составляет 5-10% от общего объема плиты.

Расчет диаметра арматуры

Расчеты, связанные с монолитной плитой, достаточно сложны и требуют особых знаний. Далеко не каждый конструктор может их правильно выполнить. Для индивидуального строительства можно руководствоваться минимальными значениями, принимаемыми по пособию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий».

Требования для монолитной плиты представлены в приложении 1, раздел 1. Общая площадь сечения рабочей арматуры в одном направлении принимается не менее 0,3% от общего сечения фундамента. Минимальный диаметр стержней назначается 10 мм при стороне плиты менее 3 м и 12 мм при большей длине стороны. Диаметр вертикальных стержней должен составлять не менее 6 мм, но также необходимо учитывать условия свариваемости. Максимальный размер рабочего армирования 40 мм, на практике чаще используют 12, 14 и 16 мм.

Пример расчета

В качестве исходных данных имеется железобетонная плита 6 на 6 м. Толщина для частного дома принимается 200 мм. Необходимо правильно армировать конструкцию. В примере не рассмотрено усиление железобетона на участках опирания стен.

Определение диаметров

В первую очередь определяется, что сетки будут укладываться в два ряда, поскольку толщина конструкции больше 150 мм. Далее производится расчет требуемой площади стальных прутьев.

  • Площадь поперечного сечения фундамента = 6 м * 0,2 м = 1,2 м²;
  • Минимальная площадь всей арматуры = 1,2 м² * 0,3% = 0,0036 м² = 36 см²;
  • Минимальная площадь арматуры в одном направлении для одного ряда = 36 см²/2 = 18 см².

Далее необходимо воспользоваться сортаментом арматурных стержней, который приведен в ГОСТ 5781-82*. В этом документе приведена площадь сечения одного прута. Для удобства можно найти расширенную версию сортамента. По нему определяется, что для данного сечения в одной сетке необходимо использовать один из следующих вариантов:

  • 16 стержней диаметром 12 мм;
  • 12 стержней диаметром 14 мм;
  • 9 стержней диаметром 16 мм;
  • 8 стержней диаметром 18 мм;
  • 6 стержней диаметром 20 мм.

Выбираем вариант с двенадцатым диаметром. Чтобы правильно разложить элементы необходима схема. Чертеж поможет рассчитать шаг прутов. Для стороны длинной 6 м шаг 16-ти стержней получается примерно 400 мм. Назначаем максимальное расстояние 300 мм исходя из условия СП 63.13330.2012 п.10.3.8.

Вертикальное армирование для надежности принимается 8 мм с шагом 300 мм.

Расчет количества

Недавно у нас появился калькулятор плитного фундамента, для удобства можете воспользоваться им.

Для того, чтобы не ошибиться при закупке материалов, необходимо заранее рассчитать их количество. Если имеется схема плиты, сделать это не сложно. При вычислении длин стержней необходимо учитывать толщину защитного слоя бетона 20-30 мм с каждой стороны.

Расчет рабочего армирования.

  • Длина одного стержня = 6000 — 30*2 = 5940 мм;
  • Количество стержней в одном направлении = 5940/300 = 19,8, принимаем 20 шт;
  • Количество стержней в обоих направлениях для верхней и нижней сетки = 20*2*2 = 80 шт;
  • Длина одного стержня для П-образных хомутов = 200 мм + (200 мм * 2)*2 = 1 м;
  • Количество стержней для П-образных хомутов = 20*2 = 40 шт;
  • Общая длина арматуры диаметром 12 мм = 80*5,94 м +40*1 м = 515,2 м;
  • Масса стержней диаметром 12 мм = 515,2*0,888 кг (находится по сортаменту) = 457,5 кг.
Читать еще:  Гидроизоляция под фундаментную плиту

Расчет вертикального армирования.

  • Длина одного стержня = 200 — 20*2 = 140 мм;
  • Количество стержней = кол-во горизонтальных прутов в одном направлении*кол-во прутов в другом = 20*20 = 400 шт;
  • Общая длина стержней диаметром 8 мм = 400*0,14 = 56 м;
  • Масса стержней диаметром 8 мм = 56*0,395 = 22,12 кг.

Все получившиеся значения удобно свести в таблицу.

ДиаметрДлинаМасса
12 мм515,2 м457,5 кг
8 мм56 м22,12 кг

При расчете расходов стоит учитывать стандартную длину одного прута – 11,7 м, это означает, что, например, стержней 8 диаметра понадобится 5-6 штук с небольшим запасом. А при большой длине рабочей арматуры требуется увеличить суммарную длину на 10-15% для соединения стержней внахлест.

Грамотный выбор диаметра, шага и соблюдение технологии монтажа обеспечат надежность и долговечность фундамента при минимально возможных затратах.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

  • сбор нагрузок;
  • расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузкиЗначениеКоэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм1150 кг/м 21,2
Кирпич 510 мм920 кг/м 2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм690 кг/м 2
Брус 200 мм160 кг/м 21,1
Брус 150 мм120 кг/м 2
Каркасные 150 мм с утеплителем50 кг/м 2
Перегородки гипсокартонные 80 мм30-35 кг/м 21,2
Перегородки кирпичные 120 мм220 кг/м 2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм625 кг/м 21,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам150 кг/м 21,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием60 кг/м 21,1
С керамическим покрытием120 кг/м 2
С битумным покрытием70 кг/м 2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий150 кг/м 21,2
СнеговаяВ зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология».1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

Читать еще:  Заливка фундамента частями своими руками

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Перекрытие по профлисту

В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:

  • рабочие стержни в ребрах;
  • сетка в верхней части.

Армирование плиты перекрытия по профлисту

Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.

В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.

Расчет фундаментной плиты

Прежде, чем производить расчет плиты фундамента, необходимо изучить грунт, учесть каждый параметр — плотность и несущая способность, глубину промерзания, глубину залегания грунтовых вод. Для расчетов важен исходный пакет данных — площадь фундамента, вес масса строения и переменные нагрузки — мебель, люди, вес снега зимой.

Расчет толщины плиты и степени армирования имеет усредненный характер, наиболее распространенные варианты:

Характеристики объектаТолщина, ммАрмирование
Легкое одноэтажное здание (гараж, хоз. объект)150Сетка в 1 ряд
Двухэтажный легкий дом250Сетка в 2 ряда, объемная
Двухэтажные дома из кирпича, бетона с тяелыми перекрытиями300Сетка в 2 ряда, объемная

Расчет жб плиты в качестве фундамента актуален для небольших объектов, преимущественно частного строительства, или коммерческого.

Высота плавающей плиты над поверхностью

Согласно нормативам СП 21.13330 плитный фундамент можно заглублять на любое расстояние, ориентируясь на уровень УГВ, состав почвы. Однако, чем выше расположена плита над поверхностью, тем больше ресурс у стеновых материалов. Например, ремонтопригодность нижних венцов сруба гораздо выше, если они находятся над землей.

Поэтому для брусовых, бревенчатых срубов обычно применяются плиты с ребрами жесткости:

  • чашеобразная – отливается плита, после набора прочности бетона монтируется опалубка, изготавливаются ж/б балки под несущими стенами
  • перевернутая чаша – наружные щиты опалубки выше, внутренние остаются под бетонной конструкцией на весь период эксплуатации, внутренний периметр заполняется песком либо укладывается пенополистирол для утепления конструкции

На пучинистых грунтах необходим расчет сечения арматуры, ячейки сетки нижнего, верхнего пояса. Запрещено жестко связывать фундаменты присторев, отмостку с плавающей плитой. Различные нагрузки, неравномерное промерзание почв под этими конструкциями могут привести к раскрытию трещин в железобетоне.

В этом случае расчет производится на растяжение подошвы от сборных нагрузок, верхней поверхности плиты при возникновении сил пучения.

Внимание: Нижняя сетка может изготавливаться из прутков 10 – 16 мм, так как сборные нагрузки присутствуют всегда. Нижняя сетка вяжется из стержней 8 – 14 мм, поскольку вспучивание частично уравновешивается весом дома.

Таким образом, плитный фундамент для надворных построек имеет толщину от 10 см. Для опирания коттеджа потребуется расчет несущей способности. На выбор толщины влияет размер защитного слоя бетона, минимально допустимое расстояние между арматурными сетками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector