Расчет на продавливание плитной части фундамента при стаканном сопряжении сборной колонны.

Определяю высоту плитной части фундамента из расчета на продавливание от нижнего обреза подколонника для случая монолитного его сопряжения с плитой.

Назначаю размеры подколонника:

h_cf= h_c+ 2* δ+ 2* δ_cf= 0,8+ 2* 0,075+ 2* 0,2= 1,35 м, где

δ= 0,075 – зазор между колонной и стенкой подколонника;

δ_cf= 0,2 – минимальная толщина стенки.

b_cf= b_c+ 2* δ+ 2* δ_cf= 0,6+ 2* 0,075+ 2* 0,2= 1,15 м.

Принимаю размеры стакана h_cf= 1,5 м и b_cf= 1,2 м.

Вычисляю наибольшее давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах на усилия комбинаций 1, 2, 3.

Комбинация №1.

max P= N₁/ A_f+ M₁/ W= 1232,9/ 9,9+ 300,8* 6/ (3,0* 3,3²)=179,8 кН/ м².

Комбинация №2.

max P= N₂/ A_f+ M₂/ W= 1232,9/ 9,9+ 800,3* 6/ (3,0* 3,3²)=271,5 кН/ м².

Комбинация №3.

max P= N₃/ A_f+ M₃/ W= 1777,3/ 9,9+ 881* 6/ (3,0* 3,3²)=341,3 кН/ м².

Для расчета принимаю максимальное краевое давление max P= 341,3 кН/ м².

С учетом защитного слоя арматуры, равного 7 см, и рекомендаций принимаю плиту фундамента h₁= 45 см; h₀= 45- 7= 38 см.

Высота подколонной части:

H_cf= H_f- h₁= 1,55- 0,45= 1,1 м.

При H_cf= 1,1 м> (h_cf- b_cf)/ 2= (1,5- 1,2)/ 2= 0,15.

Проверку крайней грани на продавливание следует производить от нижнего обреза

подколонника, для чего вычисляю:

- среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания:

U_mн= (b_cf+ h_cf)+ (b_cf+ h₀)+ (h_cf+ h₀)= (1,2+ 1,5)+ (1,2+ 0,38)+ (1,5+ 0,38)= 6,16 м;

- площадь многоугольника ABCDG, на которую действует продавливающая сила:

А₀= 0,5 *b* (a- h_cf- 2* h₀)- 0,25* (b- b_cf- 2* h₀)²= 0,5* 3,0* (3,3- 1,5- 2* 0,38)- 0,25* (3,0- 1,2- 2* 0,38)²= 0,47 м².

Расчетная продавливающая сила, действующая на рассматриваемую грань:

P= А₀* max P= 0,47* 341,3= 160,4 кН.

Прочность сечения:

N_ser= γ* R_bt* U_mн* h₀= 1* 673* 6,16* 0,38= 404,1 кН> P=160,4 кН,

т.е. прочность рассматриваемой грани обеспечена.

Проверяю прочность плиты на поперечную силу:

с= 0,5* (а- h_cf- 2* h₀)= 0,5* (3,3- 1,5- 2* 0,38)= 0,52 м,

Q= max P* с= 341,3* 0,52= 177,5 кН< φ_b3* R_bt* U_mн* h₀= 0,6* 673* 6,16* 0,38= 242,4 кН,

где φ_b3= 0,6 для тяжелого бетона.

Следовательно, прочность плиты на действие поперечной силы обеспечена.

Определение сечения арматуры подошвы фундамента.

Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне а, определяю по изгибающему моменту в сечении I – I:

М_I-I= 1/ 24* (a- h_cf)²* (P₁+ 2* max P)* b,

Где P₁= N₄/ A_f+ M₄/ W* k= 1777,3/ 9,9+ 881* 6/ (3* 3,3²)* 0,45= 252,3 кН/ м²;

K= h_cf/ a= 1,5/ 3,3= 0,45;

М_I-I= 1/ 24* (3,3- 1,5)²* (252,3+ 2* 341,3)* 3,0= 378,6кН м.

А_s1= М_I-I/ (0,9* h₀* R_s)= 378,6* 10⁵/ (0,9* 38* 280* 100)= 39,5 см².

Принимаю в продольном направлении 20 стержней Ø14 мм с шагом 12 см и

А_s= 40,2 см²> А_s1= 39,5.

Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне b, определяю по изгибающему моменту в сечении II – II:

М_II-II= 1/ 8* (b- b_cf)²* P₂* a, где

P₂= N₄/ A_f= 1777,6/ 9,9= 179,6 кН/ м²;

М_II-II= 1/ 8* (3- 1,2)²* 179,6* 3,3= 240кН м.

А_sII= М_II-II/ (0,9* h₀* R_s)= 240* 10⁵/ (0,9* 38* 280* 100)= 25,06 см².

Принимаю 20 стержней Ø14 мм с шагом 15 см и

А_s= 30,76 см²> А_s1= 25,06 см².