6. Расчет фундамента под среднюю двузветьевую колонну

6.1 Данные для расчета

Грунты основания – пески пылеватые средней плотности, маловлажные. Расчетное сопротивление грунта. Ro = 0,4 МПа, бетон тяжелый класса В 12,5,

Rbt = 0,66 Мпа, арматура А_s,= 280 Мпа, вес еденицы объема материала фундамента и грунта на его обрезах  = 20 КН/м3.

М = 45,61 КН.м.

N = 2112,5 КН

Q = 4,73 КН

Hормативное значение

_f = 1.15, Mn = 39.7 KH.m, Nn = 1836.9, Qn = 4.11 KH.

6.2 Определение геометрических разрезов фундамента.

Глубину стакана фундамента принимает 90 см . Расстояние до дна подошвы фундамента 250 мм. Полная высота фундамента Н= 900+250 = 1150 мм. Принимается 1200 мм, что кратно 300 мм.

Глубина заложения фундамента при расстоянии от планировочной отметки до верха фундамента 150 мм.

Н₁ = 1200 + 150 = 1350 м = 1,35 м

Фундамент двухступенчатый. Высота ступений 80,40 см.

Площадь фундамента (предварительно):

A = 1.05 x Nn/R_o-H₁ = 1.05 x 18.37/400-20 х 1,35 = 5,36 м ²

Отношение сторон: b/а = 0,8

а = 7/0,8 = 3,4 b = 0,8 х 3,4 = 2,7 м

Принимаем а х b = 3,5 х 2,7 м²

R = R_o[1+K₁ (B + b_o)/Bo] (d+d_o)/2d_o = 0,4 [1+0,05(2-1)/1](1,35+2)/2 x 2 = 0.52 МПа

Окончательно принимаем: а х b = 3,8 х 3 м²

Момент сопротивления:

W = (3,8² х 3)/6 = 3 м³

Определим рабочую высоту фундамента

h_o = - h + bcol/4 + 1/2 N/Rbt + p = - 1.4 + 0.6/4 + ½  2112.5/726+1951 = 0.26

Полная высота фундамента.

Н = 0,26 + 0,05 = 0,31 м < 1.2 m, следовательно, принятая высота фундамента достаточна. Определим краевое давление на основание.

Изгибающий момент в уровне подошвы:

Mnf = Mn + Qn x H = 39.7+4.11 x 1.2 = 44.63 KH.m

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его отрезах

_n = a b H_f  _n = 3,8 x 3 x 1,26 x 20 x 0,95 = 154.17 KH

При условии, что

l_o = Mnf/Nn + _n = 44.63/1836.9+154.17 = 0.02<a/6 = 2.8/6 = 0.46 m

p_n,max = Nn + _n /A (1+6 x l_o/a) = 1836.9+154.17/6.44 x (1+6 x 0.02/3.6) = 319.4 KH/m²

p_n,min = 1836.9+154.17 x (1-6 x 0.02/3.6) = 298.8 KH/m² >0

6.3 Расчет арматуры фундамента.

Определить напряжение в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок.

p_max = N/A + Мf/W = 2112.5/6.44 + 52/3 = 345 KH/m²

p_min = 2112.5/6.44 = 328 KH/m²

M_f = M + Q x H = 45.61+4.73 x 1.2 = 52

Расчетные изгибающие моменты: в сечении I-I

M = (1/24) (a-a₁)² (p_- + 2p_max) b = (1/24) (3.8-2.2)² (351.9 + 2 x 345) 3 = 36 KH.m = 11.66 x 10⁵ H.cм,

где p_i-i = p_max x p_max - p_min/a x a-a_i/2 = 345 – 345-328/2.8 x 2.8-2.3/2 = 351.9

сечение II-II

M = (1/24) (3.8-2.2)² x (340.6+2 x 345) 3= 35.55 x 10⁵ H. cм

В сечении III-III

М = (1/24)(3,8-2,2)² (324+2 х 345) 3 = 34,9 x 10⁵ Н.см

Требуемое сечение арматуры:

As₁ = M_I-I/Rs x 0.9 x ho = 36.6 x 10⁵/280 (100) 0.9 x 26 = 5.58 cм²

As₂ =35.5 x 10⁵/280 (100) 0.9 x 26 = 5.42 cм²

As₃ = 34.9 x 10⁵/280 (100) 0.9 x 26 = 5.3 cм²

Принимаем 10 d 12 с Аs = 11,31

Арматура, укладываемая паралельно меньшей стороне фундамента, определяется по изгибающему моменту в сечении IV-IV.

p_IV-IV = p_max + p_min /2 = 345+328/2 = 336,5 КН/м²

M_IV-IV = 1/8 (b-b₁) p_IV-IV = 1/8 (3-0.5)² 336.5 x 2.8 = 381 x 10⁵ H.m

As₄ = 381 x 10⁵/280 (100) 0.9 x 115 = 14 cm²

Принимаем 14 d 12

с As = 15.8 см²

Процент армирования:

 = 15.8/220 x 115 x 100 = 0.06 % > m_min = 0.05 %