4.3. Расчет тела фундамента на продавливание

При расчете тела фундамента по несущей способности используем усилия при , а расчетные сопротивления бетона с учетом коэффициента условий работы

При наличии бетонной подготовки толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 35 мм. Так как диаметр стержней указанной арматуры пока неизвестен, предварительно принимаем ; тогда рабочая высота дна стакана .

Проверяем условие и :

Рассчитываем фундамент с низким подколонником. При стаканном сопряжении сборной колонны с низким подколонником (при выполнении условий выше), схему образования пирамиды продавливания принимают от дна стакана.

Условие выполнено, следовательно прочность дна стакана на продавливание обеспечена.

4.4. Проверка тела фундамента по прочности на раскалывание

Для расчета на раскалывание фундамента колонной вычисляют площадь вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечения колонны:

Так как , проверку фундамента по прочности на раскалывание производим из условия:

Условие выполнено прочность фундамента на раскалывание обеспечена.

Поскольку предусмотрено армирование стакана, расчет на продавливание от верха от дна не производим.

4.5. Определение площади сечения арматуры в подошве фундамента

Определяем давление на грунт в наиболее нагруженной точке (у края фундамента), а также в сечениях I - Iи II - II, используя усилия, действующие в уровне подошвы, N_f и M_f при γ_f >1:

Рисункок 3. Схема фундамента

Находим изгибающие моменты на 1 м ширины фундамента в тех же сечениях:

Принимая а = 0,045 м, определяем рабочую высоту сечения фундамента:

• плитной части

• подколонника

Вычисляем требуемую площадь сечения арматуры класса А - 300 вдоль длинной стороны фундамента:

Следовательно, вдоль длинной стороны принимаем на 1 м ширины фундамента принимаем 5  18 А - 300, А_s =1272 мм²; стержни арматуры устанавливаем с шагом 200 мм.

В направлении меньшей стороны фундамента армирование подошвы определяем по среднему давлению на грунт , принимая в формуле .

Изгибающие моменты на 1 м длины фундамента для сечений на грани подколонника и на грани колонны:

Требуемая площадь сечения арматуры вдоль короткой стороны фундамента:

В соответствии с конструктивными требованиями на 1 м длины фундамента (вдоль короткой стороны) принимаем 310 А - 300, А_s =235,5 мм², шаг стержней 300 мм.

Проверяем анкеровку продольной арматуры:

Так как , анкеровка стержней арматура фундамента обеспечена.

Проверку прочности наклонных сечений плитной части фундамента не производим, т.к.

Так как для армирования подошвы фундамента применена арматура класса А - 300, ширину раскрытия трещин не проверяем.

4.6. Определение армирования подколонника.

Армирование подколонника определяем из расчета на внецентренное сжатие двух сечений: коробчатого сечения стаканной части в плоскости заделанного в торце колонны и прямоугольного сечения подколонника в месте примыкания его к плитной части фундамента.

Размеры коробчатого сечения стаканной части, преобразованного в эквивалентное двутавровое:

Расчетные усилия в сечении при γ_f >1:

Эксцентриситет продольной силы:

случайный эксцентриситет не учитываем.

Расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до силы N:

проверяем положение нулевой линии.

Так как , граница сжатой зоны проходит в полке и расчет сечения производим как прямоугольного шириной .

Принимаем симметричное армирование. Тогда

Следовательно, продольная арматура по расчету не нужна. Армирование назначаем в соответствии с конструктивными требованиями:

- вдоль короткой стороны

- вдоль длинной стороны

В каждой длинной и короткой сторон подколонника принимаем 5  14 А – 300,

Прочность сечения (в месте примыкания его к плитной части фундамента) не проверяем, так как усилия от полученных выше отличаются незначительно.

Поперечное армирование подколонника определяем по расчету на момент от действующих усилий относительно оси, проходящей через точку поворота колонны. Так как e₀=0,57м > 0,5h_c=0,50,6 = 0,3 м, поперечное армирование определяем по формуле

.

По высоте стакана принимаем 5 сеток с шагом 150 мм. Верхнюю сетку устанавливаем на расстоянии 50 мм от верха стакана. Расстояние от уровня чистого пола до нижнего торца колонны, т.е до точки ее поворота, y=0,7 м.

Момент всех сил относительно точки поворота колонны

M_k1=0,8(M_IV+Q_IVy-N_IV0,5h_c)=0,8(362,7+51,030,7-568,390,50,6=172,32 кНм.

Сумма расстояний от точки поворота колонны до сеток поперечного армирования подколонника

м

Площадь сечения арматуры класс A-240, расположенной в одном уровне, определяем из уравнения

мм².

Необходимая площадь сечения одного рабочего стержня (при четырех стержнях в каждой сетке): A_sw=437,64/4=109,41 мм². Принимаем 112 A-240 A_sw=113,04 мм².