Проектування монолітного п’ятнадцятиповерхового будинку (стр. 4 из 24)
3. РОЗРАХУНКОВО-КОНСТРУКТИВНА ЧАСТИНА
3.1 Розрахунок і конструювання пілона
Вихідні дані
Пілон третього поверху розглядаємо як умовно центрально стиснутий елемент при випадкових ексцентриситетах.
Підраховуємо розрахункове навантаження на пілон:
Власна вага колони: Gn = bc∙ hс∙ h0∙ ρу∙ γf = 0,8∙ 1,5·3∙ 25∙ 1,1 = 198 кН;
Навантаження від покриття і перекриття:
Постійне навантаження G = 8818,49 кН;
Тривале навантаження V = 3354,12 кН;
Короткочасне навантаження Vsh = 4592,33 кН;
Довгостроково діюче розрахункове навантаження:
Nld = G + Gn + V = 8818,49 + 198 + 3354,12 = 12370,61 кН, до нього відносяться постійна і всі тимчасові навантаження, за винятком короткочасних.
Короткочасне навантаження Nсd = Vsh = 4592,33 кН;
Повне навантаження дорівнює:
N3 = Nld + Nсd = 12370,61 + 4592,33 = 16962,94 кН.
Розрахунок пілону
Розмір поперечного перерізу пілона приймаємо рівним hc·bc = 25·150 см, бетон класу В30, Rb = 17 МПа, арматура подовжня зі сталі класу А-III, Rsc = 365 МПа, γb2 = 0,9, µ - коефіцієнт армування, прийнятий рівним µopt = 0,74%.
Спочатку обчислюємо відношення Nld / N3 = 12370,61/16962,94 = 0,73; гнучкість пілона λ = l0/hc = 600/25 = 24 > 4, λ = l0/bc = 600/150 = 4, отже, необхідно враховувати прогин пілона
При hc = 25 см > 20 см коефіцієнт η = 1; коефіцієнт φ обчислюємо по формулі: φ1 = φb + 2·(φr – φb)·α1.
Задаємося відсотком армування µ = 0,74% (коэф. µ = 0,0074) і обчислюємо α1:
Потім знаходимо по таблиці коефіцієнт φb = 0,913 і, полагая, що
Ams < 1/3·(As + As’) φr = 0,913, тому що φr = φb = 0,913, φ1 = 0,913.
Необхідну площу перетину подовжньої арматури обчислюємо по формулі:
Приймаємо конструктивно 8 діаметром 28 А-III, ∑As1 = 49,26 см2 та 6 діаметром 28 А-III, ∑As2 = 36,95 см2, тоді ∑As = ∑As1 + ∑As2 = 49,26 + 36,95 = = 86,21 см2.
Відсоток армування µ = (86,21/12000)·100 = 0,72 % (що близько прийнятому µ = 0,74 %).
Приймаючи φ1 = 0,913, обчислюємо фактичну несучу здатність перетину колони по формулі:
Nfc = η·φ(Rb·γb2·A + ∑As·Rsc) = 1·0,913·[17·0,9·(100)·150·80 + 86,21·365·(100)] = 19635,6 кН > N3 = 16962,94 кН, міцність перетину достатня.
Робочі стрижні подовжньої арматури розташовуємо по периметру в поверхні перетину колони з дотриманням мінімальної величини захисного шару. Відстань у світлі між стрижнями повинне бути не менш 5 см, товщина захисного шару бетону – не менше 15 мм. При стисканні робочої арматури довжина нахлесткі стрижнів по БНіП повинна бути не менш 30ds.
Підбір арматури
Поперечну арматуру (хомути) відповідно до даних табл. приймаємо діаметром 8 мм класу А-1 кроком S = 300 мм.
Схеми армування пілону показані на аркуші.
3.2 Розрахунок пальових фундаментів
3.2.1 Фізико-механічні властивості ґрунтів
Таблиця 3.1
Фізико-механічні властивості ґрунтів
| Показники властивостей | Одиниці вимірюва ння | ІГЕ-3 | ІГЕ-4 | ІГЕ-5 | ІГЕ-6 | |
| Природна вологість, W | долі один. | 0,135 | 0,087* 0,295 | 0,019 | 0,118 | |
| Вологість на межі текучості, WL | 0,20 | 0,23 | - | 0,20 | ||
| Вологість на межі розкочування, WР | 0,15 | 0,17 | - | 0,14 | ||
| Число пластичності, IР | 0,05 | 0,06 | - | 0,06 | ||
| Показник текучості, IL | <0 | <0 | - | <0 | ||
| Гранулометричний склад: вміст фракцій, мм | 2.00 – 1.00 | % | - | - | 0,7 | - |
| 1.00 – 0.50 | - | - | 3,0 | - | ||
| 1.00 – 0.25 | - | - | 31,7 | - | ||
| 1.00 – 0.10 | - | - | 51,1 | - | ||
| <0.10 | - | - | 13,5 | - | ||
| Коефіцієнт фільтрації, Кф | м/добу | - | - | 2,4 | - | |
Щільність ґрунту,  | т/м | 1,77 | 1,62* 1,93 | 1,63 | 1,80 | |
Щільність сухого ґрунту,  | 1,56 | 1,49 | 1,60 | 1,61 | ||
Щільність часток ґрунту,  | 2,69 | 2,69 | 2,65 | 2,68 | ||
| Коефіцієнт пористості, е | долі один. | 0,724 | 0,805 | 0,656 | 0,665 | |
Питоме значення,   при   при  | КПа | 13 13 9 | 12*/6 12*/6 8*/4 | 1 1 0 | 14 14 9 | |
Кут внутрішнього тертя,   при  при  | град. | 24 24 24 | 24* 15 24* 15 21* 13 | 32 32 28 | 26 26 23 | |
| Початковий просідний тиск, P sl | МПа | - | 0,16 | - | - | |
| Початкова просідна вологість, W sl | частка один. | - | 0,240 | - | - | |
Модуль деформації,  | МПа | 12 | 13* 7 | 26 | 14 | |
Розрахунковий опір,  | кПа | 210 | 330* 160 | 350 | 230 | |
| Показники властивостей | Одиниці вимірювання | ІГЕ-7 | ІГЕ-8 | ІГЕ-9 | |
| Природна вологість, W | долі один. | 0,186 | 0,072* 0,220 | 0,070* 0,215 | |
| Вологість на межі текучості, WL | 0,20 | - | - | ||
| Вологість на межі розкочування, WР | 0,14 | - | - | ||
| Число пластичності, IР | 0,06 | - | - | ||
| Показник текучості, IL | 0,77 | - | - | ||
| Гранулометричний склад: вміст фракцій, мм | 2.00 – 1.00 | % | - | 0,1 | 1,0 |
| 1.00 – 0.50 | - | 1,0 | 4,5 | ||
| 1.00 – 0.25 | - | 9,0 | 23,0 | ||
| 1.00 – 0.10 | - | 60,4 | 56,2 | ||
| <0.10 | - | 29,5 | 15,3 | ||
| Коефіцієнт фільтрації, Кф | м/добу | - | 0,8 | 2,5 | |
Щільність ґрунту,  | т/м | 1,89 | 1,79* 2,04 | 1,80* 2,04 | |
| Щільність сухого ґрунту, | 1,59 | 1,67 | 1,68 | ||
| Щільність часток ґрунту, | 2,68 | 2,66 | 2,65 | ||
| Коефіцієнт пористості, е | долі один. | 0,686 | 0,593 | 0,577 | |
Питоме значення,   при  при | КПа | 11 11 7 | 5 5 3 | 3 3 2 | |
| Кут внутрішнього тертя, при при | град. | 21 21 18 | 32 32 29 | 35 35 32 | |
| Початковий просідний тиск, P sl | МПа | - | - | - | |
| Початкова просідна вологість, W sl | частка один. | - | - | - | |
| Модуль деформації, | МПа | 10 | 23 | 35 | |
| Розрахунковий опір, | кПа | 190 | - | - | |
3.2.2 Вибір глибини закладання роствірка