4.5. Расчет тела фундамента

4.5.1. Конструирование фундамента

Конструирование фундамента выполняем в следующей последовательности:

1. Назначим количество и высоту ступеней фундамента, принимая их кратно 0,15 м.

Т.к. h_0pl = 0,306 м<=0,45 м, то принимаем одну ступень фундамента, при этом высоту h₁=0,45 м. окончательная высота плитной части фундамента принимается h_pl = 0,45 м, а окончательная рабочая высота плитной части фундамента h_0pl = h_pl - a_s = 0,45-0,04 = 0,41 м.

2. Назначаем размеры консоли с_1, ступени плитной части фундамента, принимая ее кратно 0,15 м

В направлении действия момента - в направлении большей стороны:

с₁ = (1 ÷ 2,5)h₁ =2х0,45=0,9м принимаем с₁ = 0,9 м;

В направлении перпендикулярном плоскости действия момента:

с₁ = (1 ÷ 2,5)h₁=1,34х0,45=0,6 принимаем с₁ = 0,6 м;

где h₁ соответственно высота первой ступени фундамента.

Рисунок 4.

4.5.2. Расчет прочности плитной части фундамента на продавливание

Проверяем выполнение условия: h_n – h_cf > =0,5(l_n - h_c).

Так как 1,05 – 0,95=0,10 < 0,5(1,2 – 0,6)=0,3 условие выполняется, следовательно, при сопряжении сборной колонны с фундаментом расчет на продавливание следует вести по 1-ой схеме.

В этом случае продавливание плитной части рассматривается от низа колонны или подколенника на дей­ствие продольной силы N₁ и изгибающего момента М₁

При расчёте плитной части фундамента на продавливание рассматривается условие прочности только одной наиболее нагруженной грани пира­миды продавливания в предположении, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, боковые грани которой начинаются у ко­лонны и направлены под углом 45° к горизонтали (рис. 5):

F_bR_btb_mh_opl=19001,310,41=483,39кН

где _b-коэффициент, для тяжелого бетона кл. В20 _b=1;

R_bt-расчетное сопротивление бетона растяжению принимается по прил. 1[14], для бетона кл.

В20 R_bt=0,90 МПа;

h_opl-рабочая высота плитной части фундамента, h_opl=0,41;

b_m-средний размер проверяемой грани пирамиды продавливания,

при b_f-b_c =2,1–0,9=1,2>2h_opl=0,82

b_m=b_c+ h_opl =0,9+0,41=1,31

где b_c - размер сечения колонны или подколонника, являющейся верхней стороной рассматриваемой грани пирамиды продавливания, b_c= b_n=0,9 м;

F-продавливающая сила, принимаемая равной расчетной продольной силе N₁, приложенной к верхнему основанию пирамиды продавливания за вычитом отпора грунта, приложенного к нижнему основанию и сопротивляющемуся продавливанию, определяется по формуле:

F = р_maxА_о = 177,790,993 = 176,5кН,

где р_max-максимальное краевое давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента без учета давления грунта на его уступах, определяется по формуле:

А_о- часть площади подошвы фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжением в плане соответствующих ребер:

А_о = 0,5b_f (l_f - l_n - 2h_opl) - 0,25(b_f - b_n - 2h_opl)² =

0,52,1(3,0 – 1,2 - 20,41) - 0,25(2,1 - 0,9 - 20,41)² = 0,993 м²

Итак, F=176,5кН <483,39 кН, условие выполняется.

Вывод: Продавливания дна стакана не произойдет и высота плитной части h_pl=0,45м достаточна.

Рисунок 5