Расчет и конструирование фундамента

Рис. 16.

Данные для проектирования фундамента:

нагрузка от пола 1 этажа N = 1145.85 кН сечение колонны b*h = 30*30 см Глубина заложения фундамента Н = 1.2 м Расчетное сопротивление грунта R = 0.26 мПа Для изготовления фундамента принят тяжелый бетон класса — В25 с расчетными характеристиками:

Расчетное сопротивление бетона при сжатии (т.13[1]).

Rb = 14.5 мПа Расчетное сопротивление бетона при растяжении (т.13[1]).

Rbt = 1.05 мПа Коэффициент условия работы бетона (т.15[1]).

гb2 = 1.

Принята рабочая арматура класса А-2 с расчетными характеристиками:

Rs = 280 мПа Монтажная и конструктивная арматура принята класса А-1 с расчетными характеристиками:

Rs = 225 мПа Нормативная нагрузка на фундамент:

Nн. = N/гfср = 1145.85/1.2 = 954.87 кН Требуемая площадь подошвы фундамента:

Афтр = Nн./R-H*сср = 954.87/260−1.2*20 = 4.04 м2.

Требуемая сторона квадратного в плане фундамента:

афтр = vАфтр = v4.04 = 2.01 м принимаем: аф = 2.10 м, площадь подошвы фундамента:

Аф = аф*аф = 2.10*2.10 = 4.41 м2.

Среднее давление в грунте на поверхности основания от нормативной нагрузки:

рср = Nн/Аф+сср*H = 954.87/4.41+20*1.2 = 240.5 кПа < R = 260 кПа высота фундамента по конструктивным требованиям, для этого определяем глубину заделки колонны в фундамент:

hзад = 1.5*b = 1.5*30 = 45 см минимальная толщина дна стакана:

tдн = 20 см Высота фундамента по конструктивным требованиям:

h = hзад+tдн +5см = 45+20+5 = 70 см Давление на поверхности основания от расчетной нагрузки:

ргр = N/Аф = 1145.85*10−¾.41 = 0.26 мПа рабочая высота фундамента h0 из условия продавливания его колонной, по боковой поверхности пирамиды продавливания наклоненной под? б= 45? конструирование панель перекрытие фундамент.

h0 = -b/2+½vN/Rbt+pгр = -0.3/2+½v1145.85*10−3/1.05+0.26 = 0.31 м = 31 см задаемся величиной, а = 5 см высота фундамента.

h = h0 + а = 31+5 = 36 см принимаем h = 70 см фундамент проектируем двухступенчатый с высотой ступени h1 = 30 см, h2 = 40 см рабочая высота первой ступени.

h01 = h1 — а = 30−5 = 25 см рабочая высота фундамента.

h0 =h — а = 70−5 = 65 см Глубина стакана.

hст=h — hдн = 70−20 = 50 см размеры стакана в плане вверху аств = b+ 15 см = 30+15 = 45 см размеры стакана в плане внизу астн = b+ 10 см = 30+10 = 40 см размеры второй ступени в плане а2 определяем из условия, чтобы грани ступеней не пересекали боковую поверхность пирамиды продавливания а2 = b+ 2*h2 = 30+2*40 = 110 см принимаем, а2 = 110 см толщина стенки стакана.

tст =(а2-аств)/2 = (110−45)/2 = 32.5 см > 20 см и > 2/3*h2 = 2/3*40 = 26.6 см проверку фундамента на продавливание его колонны не выполняется, т.к. высота фундамента определена и по конструктивным требованиям и из условия прочности на продавливание его колонной, проверяем нижнюю ступень фундамента на действие поперечной силы Q в сечении образованном боковой поверхностью пирамиды продавливания и осью растянутой арматуры фундамента, т. е. в сечении расположенном от боковой грани первой ступени на расстоянии величины С которая определяется по формуле:

С = афb — 2*h0/2 = 210−30−2*65/2 = 25 см Поперечная сила:

Q = ргр*аф*С = 0.26*2.10*0.25 = 0.13 мН Проверяем прочность нижней ступени фундамента:

цb3 = Rbt*aф*h01 = 0.6*1.05*2.10*0.25 = 0.33 мН > Q = 0.13 мН т. е.

прочность нижней ступени обеспечена.

Определяем изгибающий момент в фундаменте у грани колонны (в сечении 2−2):

М2 = ргр/8*(аф-b)2*аф = 0.26*/8*(2.10−0.3)2*2.10 = 0.221 мН*м изгибающий момент у грани второй ступени (в сечении 1−1):

М1 = ргр/8*(аф-а2)2*аф = 0.26/8*(2.10−1.10)2*2.10 = 0.068 мН*м Площадь поперечного сечения арматуры у грани колонны (в сечении 2−2):

Аs2 = М2/0.9*Rs*h0 = 0.221/0.9*280*0.65 = 0.134 м2 = 13.4 см2.

Площадь сечения арматуры у грани второй ступени (в сечении 1−1):

Аs1 = М1/0.9*Rs*h01 = 0.068/0.9*280*0.25 = 0.107 м2 = 10.7 см2.

За расчетную площадь сечения арматуры принимаем: As = As2 = 13.4 см2.

По таб. Приложения 2 [2] принимаем 12?12 (As = 13.58 см2) в каждом направлении.

Расчет монтажных петель.

Определяем объем фундамента:

Vф. = aф2*h1 + a22*h2 — ((aств+aстн)/2)2*hст. = 2.102*0.3 + 1.102*0.4 — ((0.45+0.40)/2)2*0.50 = 1.7 м3.

Нагрузка от собственного веса фундамента с учетом коэффициента динамичности Кд = 1.5.

Nсв. = kд.*Vф.*с = 1.5*1.7*25 = 63.75 кН Нагрузка на одну петлю:

N = Nсв. /3 = 63.75/3 = 21.25 кН требуемая площадь сечения одной петли:

As = N/Rs = 21.25*10−3/225 = 0.94 м2 = 0.94 см2.

По таблице 2 приложения 2 [2] принимаем монтажные петли? 12 (As = 1.131 см2).

Петли проектируем без отогнутых ветвей (рис. 17).

Рис. 17.