Расчет монолитного центрально – нагруженного фундамента
Рассчитать и сконструировать железобетонный фундамент под колонну среднего ряда. Бетон фундамента класса В15, арматура нижней сетки из стали класса А-II, конструктивная арматура класса А-I. Согласно СНиП, условное расчетное сопротивление основания (пески средней плотности, маловлажные) R 0=0,3 МПа. Глубина заложения фундамента H 1=1,7 м. Средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах γmf =20 кН/м3.
Расчетные характеристики материалов: для бетона класса В15, Rb =8,5 МПа; Rbt=0,75 МПа, γb 2=0,9; для арматуры класса А-II Rs=280 МПа.
Расчетная нагрузка на фундамент от колонны первого этажа с учетом γn=0,95, N 1=2220 кН. (см. табл. 4.2). Сечение колонны 35 35 см. Определяем нормативную нагрузку на фундамент по формуле
Nn=N 1 / γf =2220/1,15=1930 кН,
где γf - средний коэффициент надежности по нагрузке (приближенно 1,15 1,2).
Требуемая площадь фундамента
Размеры колонн квадратного в плане фундамента принимаем размер подошвы фундамента 3 3 м (кратно 300 мм) Af =9 м2.
Определяем высоту фундамента. Вычисляем наименьшую высоту фундамента из условий продавливания его колонной по поверхности пирамиды при действии расчетной нагрузки, используя приближенную формулу
где psf = N 1 / Af =2220/9=247 кН/м2 – напряжение в основании фундамента от расчетной нагрузки; Rbt =0,75 МПа=0,75·103 кН/м2.
Полная минимальная высота фундамента
Hf , min = h 0 + ab =61+4=65 см,
где ab =4 см – толщина защитного слоя бетона.
|
|
Высота фундамента из условий заделки колонны в зависимости от размеров ее сечения
H =1,5hc +25 см=1,5· 35+25=78 см.
Из конструктивных соображений, учитывая необходимость надежно заанкерить стержни продольной арматуры при жесткой заделке колонны в фундаменте, высоту фундамента рекомендуется также принимать павной не менее
где hg – глубина стакана фундамента, равная 30 d 1 +δ=30·2,5+5=80 см; d 1 – диаметр продольных стержней колонны; δ=5 см – зазор между торцом колонны и дном стакана.
Принимаем высоту фундамента Hf =100 см, число ступеней три. Высоту ступеней назначаем из условий бетона достаточной прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении. расчетные сечения: 3 – 3 по грани колонны, 2 – 2 по грани верхней ступени и 1 – 1 по нижней границе пирамиды продавливания.
Минимальную рабочую высоту первой (снизу) ступени определяем по формуле
h 1 = h 01 +4 см=14,8+4=18,8 см.
Конструктивно принимаем h 1 =35 см, h 01 =35 – 4 =31 см.
Проверяем соответствие рабочей высоты нижней ступени фундамента h 01 =35 – 4 =31 см условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении 1 – 1 . На 1 м ширины этого сечения поперечная сила
|
|
Минимальное поперечное усилие Qb, воспринимаемое бетоном
где φb 3=0,6 – для тяжелого бетона; φf =0 – для плит сплошного сечения; φn =0 ввиду отсутствия продольных сил.
Так как Q 1 =65,4 кН<Qb=125 кН, то условие прочности удовлетворяется.
Размеры второй и третьей ступени фундамента принимают так, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведенную под углом 450 к грани колонны на отметке верха фундамента.
Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями, проведенными под углом 450 к боковым граням колонны
где
площадь основания пирамиды продавливания при квадратных в плане колонне и фундаменте; um – среднее арифметическое между параметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания в пределах полезной высоты фундамента h 0, равное: um =2(hc + bc +2) или при hc = bc, um =4(hc + h 0)=4(35+96)=524 см.
Подставляем в вычисленные значения, тогда F =950·103 Н < 0,9·0,75×
× (100) ·96·524=3380·103 Н; условие против продавливания удовлетворяется.
При подсчете арматуры для фундамента за расчетные принимаем изгибающие моменты по сечениям, соответствующим расположению уступов фундамента как для консоли с защемленным концом:
|
|
где psf =247 кН/м2.
Подсчет потребного количества арматуры в разных сечениях фундамента в одном направлении:
Принимаем нестандартную сетку из арматуры диаметром 14 мм класса А-II по сечению 3 – 3 с ячейками 16 16 см, As=27,7 см2 в одном направлении.
Процент армирования
что больше μmin=0,1%, установленного нормами. В случае необходимости в дальнейшем проверяют сечение фундамента по второй группе предельных состояний по раскрытию трещин, выполняемому аналогично балочным изгибаемым элементам прямоугольного сечения.
Верхнюю ступень армируют конструктивно горизонтальными сетками С-2 из арматуры диаметром 8 класса А-I, устанавливаемыми через 150 мм по высоте; расположение сеток фиксируют вертикальными стержнями диаметром 8 класса А-I.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!