Железобетонные и каменные конструкции

 

Определяем  краевое давление на основание

Изгибающий  момент в уровне подошвы фундамента

    М_сечf = М_сеч + Q_сеч∙ Н_ор + С_сеч∙ L = 282,2 + 53,8∙1,2 + 64,7∙0,75 = 395,3кНм

    Р_max = 2010,9 + (1152 + 4,84) / 6,48 ± 395,3 / 2,94 = 358,1 < 1,2R_o = 408 кН/м³

 

Принятые  размеры подошвы фундамента достаточны.

 

 

 

 

 

Конструктивный расчет

 

 

Конструктивно фундамент принимаем с подколонником  стаканного типа с одной ступенью.

Если  принять толщину стенок стакана  по верху 275 мм и зазор между колонной и стаканом 75 мм, размеры подколонника в плане составят.

    Q_ft = h_шв + 2∙275 + 2∙75 = 400 + 2∙275 + 2∙75 = 1100 мм

    b_ft = b_ас + 2∙275 + 2∙75 = 1300 мм

 

 

 

 

Проверка фундамента на продавливание

 

 

Проверку  на продавливание производим для грани пирамиды меньшей параллельной стороне подошвы и начинающегося от стакана фундамента.

Рабочая высота плиты h_o = 60∙5 = 30 см

Определим напряжение в грунте под подошвой фундамента без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок.

    Р_max = N_f /А + M_f / W = 1599,2/6,35 + 452,6/3,6 = 377,56 кН/м²

    Р_min = N_f /А - M_f / W = 1599,2/6,35 - 452,6/3,6 = 126,12 кН/м²

    ω_LN_f = N + C_yf  = 1599,2 + 302,795 – 1,1∙0,75 = 1901,17 Н =

    = 1,90117 кН

 

Длина участка  подошвы фундамента, выходящего за пределы нижнего основания пирамиды продавливания

    С = 0,5∙(Q – Q_н – 2∙R_o) = 0,5∙(260 – 130 – 2∙50) = 45 см

 

Продавливающая  сила, собираемая с площади

    Р = С∙(220∙260/2) ∙Р_max = 15∙(220∙260/2) ∙ 37,76 = 162 кН

 

Несущая способность фундамента на продавливание

    R_вt ∙ y ∙ h_o ∙ V_m = 1,05 ∙ 1,1 ∙ 300 ∙ 1750 = 433125 Н = 433,125 кН

    V_m – средняя ширина грани пирамиды продавливания, т.к.

    Р = 162000 Н < 433125 Н, несущая способность  на продавливание обеспечена.

 

 Расчет арматуры стакана

 

Площадь сечения продольной арматуры определим  на уровне низа стакана.

Момент  действующей от расчетных нагрузок на уровне низа подколонника

    М = 324,4 + 53,4∙0,8 + 64,7/1,1∙1,25 = 420 кН

    N = 1528 + 64,7∙1,1 + 1,1∙1,3∙0,8∙25∙1,1 = 1650 кН

 

Эксцентриситет  М/N = (420000/1650000) ∙ 100 = 25,5 см

    М/N < 0,3h 25,5 < 0,3∙130 = 39 см

 

Принимаем симметричное армирование 

Проверяем условие

    N ≤ R_в ∙ b₂ ∙ b^/f ∙ hf

  1650 < 14,5∙11∙1100∙300 = 3360 кН

 

Следовательно, нейтральная ось проходит в полке, а двутавровое сечение рассчитываем как прямоугольник, шириной b^/f = 110 мм

    R = N / (R_oy_b2bh_o) = 1650000 / (8,5∙1,1∙1100∙1750) = 0,079 < R_o = Q_s – 5 =

    = 130 – 5 = 125 см

    L = L_o + Q_st ∙ 2 – Q = 2,54 + 130∙2 – 5 = 85,4 см

    m = N₂ / (R_b ∙ y_b ∙ b∙h_o²) = 165000 / (7,5 ∙ 1,1 ∙ 1100 ∙ 1250²) = 0,05

    δ = 5 : 125 = 0,04

 

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры

    A_s = A^/_s = (R_by_b2 ∙ b∙h_o) / R₃ – mn^/ (1 – n^//2) : (1 – δ)

    A_s = 8,5∙1,1∙1100∙1250 / 355 – 0,079 ∙ (1 – 0,079 / 2) / (1 – 0,04) = - 930,8<0

 

Принимаем арматуру конструктивно при:

    М_min = 0,0005

    А_s = A^/_s = 0,0005∙110∙60 = 3,3 см²

 

Принимаем 5 диаметром 12 А-III с А_s = 3,93 см² с каждой стороны

Поперечную  арматуру стакана рассчитываем в  зависимости от L_о

    L = M / N = (324,5 + 53,4) / (1528+71,2) = 0,202 м = 20,2 см

 

Так как  h_гр / h = 110/2 = 55 см > L_o = 20,2 ≈ h_ср : 6 ≈ 20 см

 

Поперечное  армирование стакана назначаем  конструктивно: принимаем диаметром 8 А-III с A_s = 0,503 см²; шаг в пределах подколонника 150 мм.

 

             Расчет арматуры подошвы фундамента

 

Расчетный изгибающий момент в сечении подколонника равен:

    М = Р_ст ∙ L² – b / 2 = 321,1∙0,6² – 26 / 2 = 188,8 кН∙м

    Р_ст = 0,5∙(Р_max + Р) = 0,5∙(347,8+294,5) = 321,1 кН/м²

   Р = 1599,2 / 5,76 + 452,6 / 3,6 ∙ 0,95 / 1,65 = 294,5 кН

 

Сечение II – II

    Р = 228,1 + 125,7 – 1,3 / 1,65 = 321,1 кН/м²

    Р_ст = 8,3∙(347,8 + 321,1) = 334,4 кН/м²

 

Требуемое сечение арматуры

    А_sI = M_I-I / (ℓ_s ∙ 0,9∙h_o) = 188,8∙10⁶ / (355∙0,9∙550) = 1074 мм² = 10,74 см²

    A_sII = 36,6∙10⁶ / (355∙0,9∙250) = 4,58 см²

    Р_ст = 0,5∙(Р_max + P_min) = 0,5∙(34,78+96,4) = 221,1 кН/м²

    М_III-IV = 221,1∙0,6²∙2,6 / 2 = 119,9 кН∙м

    А_III-IV = 119,9∙10⁶ / (335∙0,9∙550) = 6,82 см²

 

Принимаем 13 диаметром 12 А-III с А_s = 13,57 см² с шагом 175 мм. Арматура укладывается параллельно стороне фундамента, принимается по моменту М_III-IV = 119,9 кН∙м

 

Принимаем 13 диаметром 10 А-III с А_s = 8,9 см² с шагом 175 мм, т.к. сторона фундамента а х b = 2,2 ∙ 2,2 м, то стержни арматуры не доводим до торцов плиты на 0,01а = 0,01∙220 = 2,2 мм для создания защитного слоя бетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

 

1. Методические указания "Железобетонные и каменные конструкции"  (Задание на курсовой проект № 2), Москва 2002 г.

 

2. "Железобетонные и каменные конструкции" ФГУП издательство "Высшая школа" 2002 г. В.М.Бондаренко, Р.О. Бакиров, В.Г.Назаренко под редакц. В.М.Бондаренко 2-е изд.

 

3. "Железобетонные конструкции" Специальный курс изд. 3-е под ред. В.Н.Байкова Москва стройиздат 1981 г.

 

4. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и  железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1991.

 

5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М: Стройздат, 1984.

 

6. СНиП 2.02.01-80. Основания зданий и сооружений. – М.: Госстрой СССР, 1984.