5.4 Определение конфигурации фундамента и проверка ступени

Учитывая значительное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию фундамента с подколонником стаканного вида и плитой переменной высоты.

Размер подколонника в плане

l_cf=hc+2t₁+2δ₁=700+2∙175+2∙75=1200мм

b_cf=b_c+2t₂+2δ₂=500+2∙175+2∙75=1000мм

t₁, t₂,и δ₂, δ₁-соответственно толщина стенок стакана и зазора между гранью колонны и стенкой стакана в направлении сторон l и b.

Рабочую высоту плитной части фундамента предварительно можно установить из условия продавливания от граней подколонника по формуле

b_c=b_cf=1м; h_c=l_cf=1,2м

По расчету можно принять одну ступень h₁=450м; b₁xl₁=2,1x1,9консольный вынос ступени с₁=0,5∙(2,1-1,2)=0,45м

Глубина стакана под колонну h_d=700+50=750мм ; размеры дна стакана b_h=500+2∙50 = 600мм; h_h=700+2∙50 = 800мм; h_o1=450-50=400мм. b_m=b₁+h_o1=1+0,4=1,4 м;

Рис.2. Конструкция монолитного фундамента с подколонником под сборную колонну

Проверка высоты нижней ступени. Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия

Продавливающая сила P=p_max∙ A_fo

Afo=0,5b(l-l_ef-2h_o1)-0,25(b-b_ef- 2h_o1)²=0,5∙ 1.9 (2,1-1,2-2∙0,4)-0,25(1,9-1-2∙0,4)²=0,093 м2

P=231,78∙0,093=22 < 726∙1,4∙0,4=407 кН – продавливание ступени не произойдет.

Выполним проверку по поперечной силе для наклонного сечения, начинающе­гося от грани второй ступени. Длина горизонтальной проекции этого наклонного се­чения с = h0] = 0,3 м; поперечная сила, создаваемая реактивным давлением грунта, в конце наклонного сечения

Q =p_mах(С₁ – h₀₁)b = 231,78∙(0,45 - 0,4)∙1,9 = 22,02 кН.

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое одним бетоном

Q_{b, min} = 0,6R_btbh₀₁ = 0,6∙726∙1,9∙0,4 = 331,06 кН.

Так как Q = 22 кН < Qb, min = 331,06 кН, прочность ступени по попе­речной силе достаточна.

5.5 Подбор арматуры подошвы

Под действием реактивного давления грунта ступени фундамента работают на изгиб как консоли, защемленные в теле фундамента. Изги­бающие моменты опреде­ляют в обоих направлениях для сечений по граням уступов и по грани колонны.

Площадь сечения рабочей арматуры подошвы определяется по формуле

где Mi-i и h0i - момент и рабочая высота в i-ом сечении.

5.6 Подбор арматуры в направлении длинной стороны подошвы.

Сечение 1-1 (h01 = 400 мм)

p₁=p_mах - (p_max –p_min)(c₁/l)= 231,78 - (231,78 – 200,92)(0,45/2,1)= 225,17 кПа;

Сечение 2—2((h03 = 1350 мм)

p_II=p_mах - (p_mах –p_min)(c₁/l)= 231,78 - (231,78 – 200,92)(0,7/2,1)= 221,49кПа;

Принимаем в направлении длинной стороны 11Ø14 А300 (As = 1692,9мм2 > 1205 мм²) с шагом 190 мм.

5.7. Подбор арматуры в направлении короткой стороны

Расчет ве­дем по сред­нему давлению по подошве р_м = 216,35 кПа. Учитываем, что стержни этого направления будут во втором (верхнем) ряду, поэтому рабо­чая высота h_oi=h_i- a- (d₁ + d₂) / 2. Пола­гаем, что диаметр стержней вдоль короткой стороны тоже будет не более 14 мм. Се­чение I-I по грани подколонника (h01 = 450 - 50 - 14 = 386мм)

Сечение II'—II' по грани колонны (h₀₂= 1350 - 14= 1336 мм)

Тогда принимаем вдоль ко­роткой стороны фундамента 11Ø10 А300 (As =863,5 мм2 > Аs,II = 327мм²) с шагом 150 мм.