Компановка конструктивной схемы высотного здания

Проектируется фундамент для высотного здания общественного назначения (административный комплекс). Конструктивная схема высотного здания — каркасно-ствольная система. Каркас здания составляют колонны К 1, К 2, К 3, а ствол здания — ядро жесткости из несущих стен лифтового узла С 1. Совместную работу колонн обеспечивают междуэтажные перекрытия, которые объединяют их в пространстве.

Все несущие конструкции здания из монолитного железобетона. Размеры поперечного сечения колонн 500×500 мм. Толщина стен ядра жесткости 400 мм. Толщина междуэтажных перекрытий 200 мм.

Отношение ширины подошвы сплошного плитного фундамента к высоте здания должно быть не менее 1/5 для обеспечения устойчивости высотного здания против его опрокидывания.

Класс бетона фундамента для высотных зданий должен быть не менее B30. Для сплошных плитных фундаментов нагрузка от веса высотных зданий, приходящаяся на 1 подошвы фундамента должна быть не более 70 т. Если данная нагрузка превышает допустимую, то вместо сплошного плитного фундамента принимается свайный фундамент.

Сбор нагрузок на один этаж перекрытия

Нагрузки на один этаж перекрытия собираются в следующем порядке.

Таблица 1 — Сбор нагрузок на 1 м 2 междуэтажного перекрытия

Вид нагрузки.	Нормативная нагрузка, кН/м.	Коэффициент надежности по нагрузке.	Расчетная нагрузка, кН/м 2
Постоянные нагрузки.	g.
1. Конструкция пола: а) керамические плитки — t-10мм, р=1 800 кг/м 3.	0,18.	1,1.	0.2.
б) выравнивающий слой цементной стяжки — t=30 мм, р=1600 кг/м 3	0,48.	1,3.	0,62.
в) звукоизоляционный слой (минеральная вата на синтетическом вяжущем) —t=25мм, р=150кг/м 3	0,0375.	1,3.	0,05.
2. Плита перекрытия — t=200 мм, р=2500кг/м 3.		1,1.	5,5.
3. Кирпичные перегородки — t=200 мм, р=1800 кг/м 3.	4,5.	1,1.	4,95.
Сумма постоянных нагрузок:	10,2.	;	11,32.
Временные нагрузки*.	2,3.	1,2.	2,76.
ПОЛНАЯ НАГРУЗКА:	12,5.	;	14,08.

Расчет нагрузок, приведенных в таблице 1 ведется в следующем порядке:

• — t (мм): 1000 = t (м);
• -р (кг/м ³): 100 =р (кН/м ³);
• -t (м)* p (кН/м ³) = g_n, кН/м ² ;
• — g_{n * f} = g, кН/м ²

— р (кПа) _f = v, кН/м (кПа).

Грузовая площадь на колонну К 1 (рисунок 4).

S_K1= (a/2)* (а/2),

где а — сетка колонн (индивидуальное задание).

S_K1 = 5,4/2 * 5,4/2 = 7,29 м ²

Грузовая площадь на колонну К 2 (рисунок 5).

S_K2=(a/2)a.

S_K2=(5,4/2)5,4 = 14,58 м ²

Грузовая площадь на колонну КЗ (рисунок 6).

S_K3= a a.

S_K3= 5,4 5,4 =29,16 м ²

Грузовая площадь на стены ядра жесткости С 1 (рисунок 7).

S_С 1 = [(а/2) + а + (а/2)]² — а ²;

S_С 1 = [(5,4/2) + 5,4+ (5,4/2)]² -5,4² = 87,48 м ²

Нормативные усилия колонн:

N_K1n = q_n S_K1,

N_K2n = q_n S_K2,

N_K3n = q_n S_K3,

Где q_n — рассчитывается в таблице 1.

N_K1n = 12,75 _* 7,29 = 91,125 кН

N_K2n = 12,75 _*14,58 = 182,25 кН

N_K3n = 12,75 _* 29,16 = 364,5 кН.

Нормативное усилие в стенах ядра жесткости.

N_С 1n= q_n S_C1 + 25кН/м ³ 0,4 м 1м 4а,

где 25 кН/м — плотность тяжелого бетона стен ядра жесткости;

• 0,4 м - толщина стен (индивидуальное задание);
• 1 м — длина 1 м стены;
• 4а - периметр ядра жесткости.

N_С 1n= 12,75кН/м ² _* 87,48 м ² + 25кН/м ³ _* 0,4 м 1м 4 * 5,4 м = 1309,5 кН

Расчетные усилия колонн:

N_K1=q * S_K1

N_K2=q * s_K2,

N_K3=q * S_K3,

где q — рассчитывается в таблице 1.

N_K1=14,08 * 7,29 = 102,64 кН

N_K1=14,08 * 14,58= 205,28 кН

N_K1=14,08 * 29,16 = 410,57 кН

Расчетное усилие в стенах ядра жесткости:

N_С 1= q*S_C1 + 25кН/м ³ * 0,4 м * 1 м * 4а * 1,1,

где 1,1 — коэффициент надежности по нагрузке для тяжелого бетона стен.

N_С 1 = 14,08кН/м ² *87,48 м ² + 25кН/м ³ * 0,4 м * 1 м * 4 * 5,4 м * 1,1 = 1469,3 кН