Расчёт железобетонных элементов. Подбор рабочей арматруры стены в грунте

 

Подбор продольной арматуры на действие изгибающего момента производится по указаниям СП 63.13330 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» следующим образом.

Вычисляют значение

Где:
Rb	–	расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельного состояния первой группы (табл. 2);
b	–	ширина сечения, в расчётах принимается b = 1 м;
ho	–	рабочая высота сечения.

Табл. 2

Вид сопротивления	Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt, МПа (кгс/см2) при классе бетона по прочности на сжатие
	В10	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое, Rb	6,0 (61,2)	8,5 (86,6)	11,5 (117)	14,5 (148)	17,0 (173)	19,5 (199)	22,0 (224)	25,0 (255)	27,5 (280)	30,0 (306)	33,0 (336)

 

Если выполняется условие aт < aR, сжатая арматура по расчету не требуется. Величина aR зависит от класса арматуры (табл. 3).

Табл. 3

Класс арматуры	А240	А300	А400	А500	В500
Значение ξ R	0,612	0,577	0,531	0,493	0,502
Значение aR	0,425	0,411	0,390	0,372	0,376

 

При отсутствии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры As определяется по формуле

Где:
Rs	–	расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельного состояния первой группы (табл. 4).

Табл. 4

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2) растяжению продольной, Rs
А240	215 (2190)
А300	270 (2750)
А400	355 (3620)
А500	435 (4430)
В500	415 (4230)

 

Если aт > aR, требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру.

Требуемые площади сечения растянутой Asи сжатой A'sарматуры (при необходимости установки сжатой арматуры) определяют по следующим формулам:

Где:
ξR и aR	–	коэффициенты, приведённые в табл. 3.

 

Технологическая часть проекта

 

В данном разделе необходимо выбрать оптимальный вариант ограждения котлована и способа его раскрепления (из тех рассмотренных в расчётной части вариантов, которые удовлетворяют требованиям по дополнительным деформациям соседней застройки).

В рамках данного раздела следует подробно описать все применяемые технологии: по устройству ограждения котлована, по закреплению грунтов, по усилению зданий соседней застройки. Следует привести информацию об основных машинах и механизмах, необходимых для реализации проекта [5].

Для шпунтовых ограждений следует учитывать, что забивка и вибропогружение в 20-ти метровой зоне от существующих зданий запрещены. Вблизи зданий допускается только статическое вдавливание шпунта.

Для стены в грунте следует учитывать и приводить в проекте конструкцию форшахты, а также параметры навесного оборудования, которое позволяет выполнять захватки стены в грунте определённых размеров. Так, например, рекомендуется применять толщины стены в грунте 0,6, 0,8 и 1,0 м, минимальная длина рядовой захватки не может быть меньше 3,0 м, стартовой захватки – 2,7 м.

При проектировании извлекаемого ограждения котлована необходимо соблюдать расстояние в свету между шпунтом и стеной подвала здания не менее 0,8 м.

 

Чертежи

 

Чертежи следует выполнять в соответствии с требованиями ЕСКД и СПДС [7].

На чертежах должна быть представлена следующая информация:

1) ситуационный план с изображением существующей застройки, контурами проектируемого здания и ограждением котлована;

2) план ограждения котлована с указанием захваток и форшахты для стены в грунте и типов используемого шпунта, спецификация захваток для стены в грунте и спецификация на шпунт;

3) схема расположения распорных конструкций и спецификация на них;

4) основные узлы;

5) этапы разработки котлована, строительства подземного пространства нового здания и снятия распорок.

 

 

Задание на курсовой проект

 

Студент получает номер варианта от преподавателя. По номеру варианта из табл. 6 берутся инженерно-геологические условия площадки. Характеристики грунтов принимаются по табл. 7.

Параметры фундаментов соседней застройки принять по табл. 6 и схеме к табл. 6. Нагрузку на фундаменты соседней застройки принять таким образом, чтобы давление на грунт было равно расчётному сопротивлению грунта.

 

 

 

 

Рис. 6 – Схема для выбора задания на курсовой проект

 

Табл. 6

Варианты на курсовое проектирование

 

Вариант	Грунтовые условия						Параметры котлована и существующей застройки
	ИГЭ 1		ИГЭ 2		ИГЭ 3	Уровень грунтовых вод, HWL, м	b, м	d, м	Hк, м	q, кПа	l, м	Категория технического состояния
	№ грунта по табл.2	H 1, м	№ грунта по табл.2	H 2, м	№ грунта по табл.2							Здание 1	Здание 2
1	11	5	4	7	1	1	1.5	1	8	10	2	2	2
2	12	4	5	8	2	2	2	2	6	10	2	1	2
3	13	4	6	9	3	3	1	3	7	20	3	3	3
4	14	5	7	8	3	1	1	3	6	10	4	2	2
5	15	3	8	7	2	2	1.5	2	7	10	5	1	3
6	16	3	9	8	3	3	2	1	7	20	2	1	3
7	17	4	10	7	1	1	1	2	5	20	5	2	2
8	18	3	4	9	1	2	1.5	3	6	10	4	1	2
9	11	4	5	8	3	3	1	1	8	10	3	3	3
10	12	3	6	7	2	1	1.5	2	6	20	2	2	3
11	13	3	7	6	1	2	1	3	5	20	2	1	2
12	14	4	8	5	3	3	1.5	2	7	10	2	2	3
13	15	3	9	6	1	1	1.5	3	5	20	3	1	2
14	16	4	10	7	2	2	1	3	6	20	4	3	3
15	17	3	4	8	1	3	1.5	1	7	10	5	1	3
16	18	4	5	6	6	1	2	3	6	10	3	1	2
17	11	3	6	7	15	2	1.5	2	7	20	4	1	3
18	12	3	7	5	8	3	1.5	2	7	10	4	2	2
19	13	4	8	5	4	1	1	2	8	10	3	3	2
20	14	5	9	6	8	2	2	3	6	20	2	1	3
21	15	4	10	7	12	3	1.5	3	7	10	2	2	3
22	16	5	4	6	1	1	1	2	6	20	2	3	2
23	17	3	5	8	7	2	1.5	3	5	10	3	2	3
24	18	3	6	4	4	3	2	2	6	20	4	1	2
25	11	4	7	5	8	1	1	3	5	10	3	1	3

Табл. 7

Варианты на курсовое проектирование

 

Номер грунта	Наименование грунта	Удельный вес грунта, γII, кН/м3	Угол внутреннего трения, φII, °	Удельное сцепление, с II, кПа	Удельный вес твердых частиц грунта, γs, кН/м3	Влажность, w, д,ед,	Влажность на границе текучести, wL, д,ед,	Влажность на границе пластичности, wp, д,ед,	Коэффициент фильтрации, k ф, см/с	Модуль деформации, Е, МПа
1	Глина	20,5	20	30	26,9	0,25	0,46	0,27	3,1×10-8	20
2	Глина	19,9	25	35	27,1	0,26	0,43	0,25	2,0×10-8	25
3	Глина	20,7	30	40	26,9	0,23	0,4	0,22	2,2×10-8	30
4	Суглинок	18,6	15	14	26,5	0,23	0,24	0,11	2,3×10-7	4
5	Суглинок	17,4	12	12	26,6	0,26	0,28	0,15	4,3×10-7	5
6	Суглинок	17,5	10	13	26,7	0,3	0,32	0,21	2,7×10-7	6
7	Суглинок	16,8	13	10	26,8	0,32	0,36	0,23	2,5×10-7	5
8	Суглинок	16,3	14	11	26,8	0,41	0,4	0,32	3,2×10-7	4
9	Суглинок	18,5	11	14	26,6	0,33	0,35	0,21	4,8×10-7	5
10	Суглинок	18	16	12	26,9	0,28	0,33	0,17	3,7×10-7	6
11	Супесь	18,6	20	7	26,3	0,18	0,21	0,16	2,5×10-5	16
12	Супесь	17,4	22	5	26,5	0,2	0,23	0,18	3,3×10-5	15
13	Супесь	18,1	17	9	26,4	0,26	0,3	0,24	2,9×10-5	14
14	Супесь	17,9	19	10	26,6	0,27	0,28	0,24	4,5×10-5	13
15	Песок пылеватый	17,8	27	2	26,3	0,24			8,1×10-4	17
16	Песок пылеватый	17,5	25	1	26,1	0,26			2,2×10-4	15
17	Песок ср, крупности	17,4	31	0	26,5	0,18			3,5×10-2	31
18	Песок ср, крупности	18,1	34	0	26,4	0,16			2,0×10-2	30

 

 

Приложения

Шпунт Ларсен

по ТУ 14-2-879-89

Профиль	b	h	s	Площадь сечения	Масса 1 м	Момент инерции	Момент сопротивле-ния
	мм	мм	мм	см2	кг/м	см4	см3
Л 4	436	204	14,8	94,2	74	37837	2200
Л 5	466	196	21	127,4	100	50940	2960
Л 5 УМ	549	238	23	145	114	76430	3555

 

Свойства стали

 

Класс прочности	Предел текучести, Н/мм2	Временное сопротивление, Н/мм2	Относительное удлинение, %	Класс по EN 10248-1
235	235	370	25	-
С255	255	380	25	-
С285	285	400	24	-
240	240	340	26	S240GP
270	270	410	24	S270GP
320	320	440	23	S320GP

 

 

Шпунт Arcelor

Свойства стали

Марка стали	Временнное сопротивление	Предел текучести	Минимальное удлинение
	Н/мм2	Н/мм2	%
S 240 GP	340	240	26
S 270 GP	410	270	24
S 320 GP	440	320	23
S 355 GP	480	355	22
S 390 GP	490	390	20
S 430 GP	510	430	19
Высококачественая сталь для сварки
S 460 AP	550	460	17