5.3. Расчет фундамента на прочность ( f  1,0 )

5.3.1. Определение напряжений под подошвой фундамента

- От первого сочетания усилий:

N_1,1 = N₁ + N_ст =507,19 + 197,31 = 704,5кН;

М_1,1 = М₁ + М_ст+ Q₁  h =86,16 + 88,79 + 25,55  2,1 = 228,61кНм;

е_01,1 = м.

- От второго сочетания усилий:

N_2,2 = N₂ + N_ст = 610,87 + 197,31 = 808,18кН;

М_2,2 = М₂ + М_ст + Q₂  h = 84,61 + 88,79 + 24,23  2,1 = 224,28кНм;

е_02,2 = м.

Анализируя полученные эпюры напряжений, расчет прочности фундамента производим от второго сочетания усилий.

Рис. 23. Эпюра напряжений под подошвой фундамента от расчётных нагрузок.

5.3.2. Расчет на продавливание плитной части фундамента:

Расчет на продавливание нижней ступени в направлении «b» не производим, т.к. вылеты ступеней в обоих направлениях одинаковы.

Рис. 24. К расчёту на продавливание плитной части.

5.3.3. Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана не требуется.

5.3.4. Расчёт фундамента на раскалывание

Расчёт фундамента на раскалывание не требуется, так как обеспечена его прочность на продавливание колонной от дна стакана.

5.3.5. Определение площади арматуры плитной части фундамента

В направлении l:

В направлении b:

Площадь арматуры в направлении l:

_m1 = М_1-1/(γ_b2·R_b  b  h₀₁²)=47070000/(1·8,52400250²)=0,037  ₁ = 0,038;

А_s1 = М_1-1/(R_s  ₁  h₀₁) = 47070000/(355  (1-0,5*0,038)  250) = 541мм²

_m2 = М_2-2/(γ_b2·R_b  b₁  h₀₂²)=126870000/(1·8,51500550²)=0,033  ₂ = 0,034;

А_s2 = М_2-2/(R_s  ₂  h₀₂) = 126870000/(355 (1-0,5*0,034)  550) = 661мм²

Принимаем арматуру 1310 А400 с A_s1 = 1020,5 мм² (+35,2).

Площадь арматуры в направлении b:

_m3 = М_3-3/( γ_b2·R_b  l  h₀₁²) = 3410000/(1·8,5  2700  250²) = 0,024  ₃ = 0,024;

А_s3 = М_3-3/(R_s  ₃  h₀₁) = 39250000/(355  (1-0,5*0,024) 250) = 389мм².

_m4 = М_4-4/( γ_b2·R_b  l₁  h₀₂²) = 94910000/(1·8,5  1800  550²) =

=0,021  ₄ = 0,021;

А_s4 = М_4-4/(R_s  ₄  h₀₂) = 94910000/(355  (1-0,5*0,021) 550) = 491мм².

Принимаем арматуру 1410 А400 с A_sb = 1099мм² (+55).

Процент армирования:

Сечение 1-1 _1-1 = A_s1  100/(b  h₀₁) = 1020,5  100/(2400  250) =

= 0,17  _min = 0,05;

Сечение 2-2 _2-2 = A_s2  100/( b₁ h₀₂) = 1020,5  100/(1500  550) =

= 0,124  _min = 0,05;

Сечение 3-3 _3-3 = A_s3  100/( l  h₀₁) = 1099  100/(2700  250) =

= 0,16  _min = 0,05;

Сечение 4-4 _4-4 = A_s4  100/(l₁  h₀₂) = 1099  100/(1800  550) =

= 0,11  _min = 0,05.

Рис. 25. Расчётные схемы и сечения при определении арматуры в подошве фундамента.

5.3.6 Расчет подколонника

Рис. 26. Расчётные сечения подколонника

Расчетные усилия в сечении 1–1.

От первого сочетания усилий:

N_1-1 = N₁ - α∙N₁ + N_ст + G_cf=507,19–0,85∙507,19+197,31+1,1∙25∙0,9∙1,2∙1,5=

=317,94 кН

M_1-1 = M₁ + М_ст + Q₁∙h_sf = 86,16 + 88,79 + 25,55∙1,5 = 213,28 кНм

e_0,1-1 = (M_1-1/ N_1-1 ) + e_a = (213,28/317,94)+ 0,04 = 0,71м > 0,45∙l_cf =

= 0,45∙1,2 = 0,54 м

От второго сочетания усилий:

N_1-2 = N₂ - α∙N₂ + N_ст + G_cf = 610,87–0,85∙610,87+197,31+1,1∙25∙0,9∙1,2∙1,5=

=333,49 кН

M_1-2 = M₂ + М_ст + Q₂∙ h_sf = 84,61 + 88,79 + 24,23∙1,5 = 209,75 кНм

e_0,1-2 = (M_1-2/ N_1-2 ) + e_a=(209,75/333,49)+0,04=0,67 м >0,45∙l_cf=0,45∙1,2=0,54 м

Расчетные усилия в сечении 2-2.

От первого сочетания усилий:

N_2-1 = N₁ - α∙N₁ + N_ст + G_cf=507,19–0,85∙507,19+197,31+1,1∙25∙0,9∙1,2∙0,9=

=300,12 кН

M_2-1 = M₁ + М_ст + Q₁∙h_sf = 86,16 + 88,79 + 25,55∙0,9 = 197,95 кНм

e_0,2-1 = (M_2-1/ N_2-1 ) + e_a = (197,95/300,12)+ 0,04 = 0,7м > 0,45∙l_cf =

= 0,45∙1,2 = 0,54 м

От второго сочетания усилий:

N_2-2 = N₂ - α∙N₂ + N_ст + G_cf = 610,87–0,85∙610,87+197,31+1,1∙25∙0,9∙1,2∙0,9=

=315,67 кН

M_2-2 = M₂+ М_ст + Q₂∙ h_sf = 84,61 + 88,79 + 24,23∙0,9 = 195,21 кНм

e_0,2-2 = (M_2-2/ N_2-2 ) + e_a=(195,21/315,67)+0,04=0,66 м >0,45∙l_cf=0,45∙1,2=0,54 м

Необходимо расчетное армирование подколонника. Расчет ведем по сечению 1–1.

При первом сочетании усилий:

x₁ = N_1-1 /(R_b∙b_cf) = 317940/(8,5∙900) = 41,6 мм

При втором сочетании усилий:

x₂ = N_1-2 /(R_b∙b_cf) = 333490/(8,5∙900) = 43,6 мм

Т.к. сжатая зона находится в полке, расчет симметричной арматуры производится как для прямоугольного сечения.

При первом сочетании усилий:

A_s1=A'_s1=N_1-1∙(e₁–l_cf,o+0,5∙x)/(R_sc∙(l_cf,o–a))=

=317940∙(1260-1150+0,5∙41,6)/(355∙(1150-50))=106,5мм²

e₁ = η∙e_0,1-1 + (l_cf -2a)/2 = 710+(1200-2∙50)/2=1260 мм

При втором сочетании усилий:

A_s2=A'_s2=N_1-2∙(e₂–l_cf,o+0,5∙x)/(R_sc∙(l_cf,o–a))=

=333490∙(1220-1150+0,5∙43,6)/(355∙(1150-50))=78,4 мм²

e₂ = η∙e_0,2-2 + (l_cf -2a)/2 = 670+(1200-2∙50)/2=1220 мм

% = 106,5∙100/(900∙1150)=0,0103% <0,3% , боковую арматуру можно не устанавливать.

Принимаем 312 A400 на обеих гранях. A_s =A_s^/ = 339 мм²

% = 339∙100/(900∙1150) = 0,034% > 0,02%