4.4. Конструирование фундаментов Фм-1 на естественном основании

Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

Расчет фундаментной плиты на продавливание

Вначале определяется вынос нижней ступени фундамента

b_p = b_c + (h₀ – h₃) = 1,2 + (8,5 - 0,3) = 1,75 м,

A₀₁ = 0,5b (l - l_c - 2h₀₁) = 0,5 Ч 2,7 (4,2 - 2,4 - 2 Ч 0,25) = = 1,755 м²

F = A_{01 Ч} P_max = 1,755 Ч 135,39 = 237,61 кН < 1160 Ч 0,25 Ч 1,75 = 507,5 кН.

Принимаем класс бетона В 25, = 1160 кПа

Условие выполняется.

Армирование плитной части фундамента

Площадь сечений рабочей арматуры в обоих направлениях определяется из расчета на изгиб консольного выступа плитной части фундамента в сечениях на грани колонны (подколонника) и по граням ступеней от действия давления грунта.

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента определяется по формуле Рис 3. Схема пирамиды продавливания

где - изгибающий момент в рассматриваемом сечении консольного выступа;

- рабочая высота рассматриваемого сечения от верха ступени до центра арматуры;

- расчетное сопротивление арматуры.

Изгибающий момент в расчетных сечениях определяются по давлению грунта р, вычисленному от расчетных значений , приложенной по обрезу фундамента, и изгибающего момента, приложенного к подошве фундамента .

Изгибающий момент определяется по формуле:

где - длина консоли от края фундамента до расчетного сечения;

- максимальное краевое давление на грунт

- давление на грунт в расчетном сечении определяется по формуле:

где

h₁ = 0,25 м; h₂ = 0,55 м; h₃ = 0,85 м;

с₁ = 0,45 м; с₂ = 0,9 м; с₃ = 1,5 м. Рис 4. Схема армирования

Р_max = 135,39 кПа; b = 2,7 м; w = 7,94 м³; N₂ = 903 кН; М₂^*= 204,5 кНм.

k₁ = 1 – 2 Ч 450/4200 = 0,786; Р₁ = 903/11,34 + 0,786 Ч 204,5/7,94 = 99,87 кПа;

k₂ = 1 – 2 Ч 900/4200 = 0,571; Р₂ = 903/11,34 + 0,571 Ч 204,5/7,94 = 94,34 кПа;

k₃ = 1 – 2 Ч 1500/4200 = 0,286. Р₃ = 903/11,34 + 0,286 Ч 204,5/7,94 = 87 кПа.

М₁ = (0,45² Ч 2,7/6) Ч (2 Ч 135,39 + 99,87) = 33,78 кНм;

М₂ = (0,9² Ч 2,7/6) Ч (2 Ч 135,39 + 94,34) = 134,91 кНм;

М₃ = (1,5² Ч 2,7/6) Ч (2 Ч 135,39 + 87) = 362,25 кНм;

А₁ = 33780/(0,9 Ч 25 Ч 365) = 4,11 см²;

А₂ = 134910/(0,9 Ч 55 Ч 365) = 7,47 см²;

А₃ = 362250/(0,9 Ч 85 Ч 365) = 12,97 см².

Принимаю АIII Ø12 Ч 14 А_s = 15,834 с шагом 200 мм.

4.5. Расчеты и конструирование фундаментов Фм-2 (среднего ряда)

Глубину заложения фундамента принял конструктивно 1,5 м.

1. Площадь подошвы и размеры фундамента определяем из расчетов по 2 группе предельных состояний

А = = 8,11 м²

кН/м³

2. Ширина подошвы фундамента определяется из условия:

b = (0,6…0,8) Ч L

Отсюда: L = 3,6 м тогда b = 0,6 Ч L = 0,6 Ч 3,6 = 2,16 м

Для унификации размеров принимаю размеры фундамента по таблице в книге И.А. Шерешевского «Конструирование промышленных зданий и сооружений» равные 3,6 Ч 2,4

3. Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента:

= [0,36 Ч 1 Ч 2,4 Ч 17,3 + 2,43 Ч 1,5 Ч 17,3 + 4,84 Ч 16] = 141,32 кПа

4. Среднее давление под подошвой фундамента:

P = + 20 1,5 = 161,36 кПа > R = 141,32 кПа. Условие не выполняется, начинаю расчет с начала.

1. А = = 12,3 м².

2. L = 4,8 м, b = 3 м.

Для унификации размеров принимаю размер фундамента 4,8 Ч 3.

3. Расчетное сопротивление грунта в основании фундамента:

[0,36 Ч 1 Ч 3 Ч 17,3 + 2,43 Ч 1,5 Ч 17,3 + 4,84 Ч 16] = 144,7 кПа.

4. Среднее давление под подошвой фундамента:

P = + 201,5 = 108,82 кПа < R = 144,7 кПа. Условие выполняется.

5. Максимальное давление под подошвой фундамента:

P_max = + = + 20 1,5 + = 123,23 кПа < 1,2R = 173,66 кПа

где М* = М_II + Q = 145 + 14 1,5 = 166 кНм

W = = = 11,52 м³

6. Минимальное давление под подошвой фундамента:

P_min = – = + 201,5 – = 94,41 кПа > 0

где М* = М_II + Q = 145 + 14 1,5 = 166 кНм

W == = 11,52 м²

7. Соотношение между минимальным и максимальным давлением под подошвой фундамента:

= 0,77 > 0,25

Принимаю окончательно размеры подошвы фундамента 4,8 Ч 3 м.