4.5.4. Расчет фундамента по прочности на раскалывание

Проверку фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы N_с производится из следующих условий:

при b_c/h_cA_b/A_l N_с(1+ b_c/h_c)₁ A_lR_bt

при b_c/h_c>A_b/A_l N_с(1+ h_c/b_c)₁ A_bR_bt

где -коэффициент трения бетона по бетону, =0,75;

₁ – коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом, ₁=1,3;

A_l - площадь вертикального сечения фундамента в плоскости, проходящей по оси стакана колонны, за вычетом площади стакана фундамента в направлении действия изгибающего момента,

A_l=1,97 м² ;

A_b-то же, в направление, перпендикулярном плоскости действия изгибающего момента,

A_b=1,44 м²

R_bt, N_с, , А_с – см.п. 4.7.2.

Так как 0,4/0,6=0,667 < 1,44/1,97=0,731 то

N_с= N₁=0,85882=749,7 кН

А_с =2(b_c+h_c) h_cf=2(0,4+0,6)0,95=1,9м²

,

условие выполняется

Вывод: Раскалывания фундамента не произойдет.

Рисунок 6

4.5.5. Расчет прочности фундамента на смятие

Расчет прочности фундамента на смятие (местное сжатие) под торцом ветви двухветвевой колонны сводится к проверке следующего условия:

N_с0,9 _locA_loc1R_b,loc

_loc=1 - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия, при неравномерном распределении, как в случае с колонной;

A_loc1=b_ch_c=0,40,6=0,24м² – фактическая площадь смятия;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяется по формуле:

R_b,loc= _loc R_b=11,6511500=18986,1 кПа

где =1- коэффициент;

R_b=11,5 МПа - расчетное сопротивление бетона сжатию, для тяжелого бетона кл. В20

 _loc - коэффициент, учитывающий повышение несущей способности бетона при местном сжатии, для бетона кл. В7,5 не более 2,5, определяется по формуле:

т.к. 1,65<2,5, то принимаем  _loc =1,65

где A_loc2=l_nb_n=1,20,9=1,08 м² - расчетная площадь смятия.

Тогда 749,7кН< 0,9118986,10,24=4101 кН, условие выполняется.

Вывод: Смятия бетона под колонной не произойдет, значит, ниже стакана сетки косвенного армирования не устанавливаются.

4.5.6. Расчет прочности фундамента по поперечной силе

Расчет прочности фундамента по поперечной силе заключается в проверке прочности рабочей высоты нижней ступени фундамента по наклонному сечению на восприятие поперечной силы Q одним бетоном, исходя из условий

где Q = р_гр(с₁-с_о)  b_f = 140(0,9-0,3)  2,1 = 176,4кН;

р_гр=140кПа, b_f=2,1м, R_bt=0,90МПа

с₁=0,9 м - вылет нижней ступени фундамента;

с_о=0,3 м - длина проекции рассматриваемого наклонного сечения,

Правая часть неравенства принимается:

не менее 0,6R_btb_fh_o1=0,69002,10,41=464,94 кН и

не более 2,5R_btb_fh_o1=2,59002,10,41=1937,25 кН - условия выполняются.

Итак, Q=176,4кН < 529,5кН, условие выполняется, следовательно, прочность нижней ступени по попе речной силе обеспечена.

4.5.7. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента

Площадь сечения рабочей арматуры плитной части фундамента определяется из расчета на изгиб консольных выступов вдоль сторон фундамента l_f и h_f в сечениях, проходящих по граням колонны и подколонника и по граням ступеней фундамента.

Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. В сечениях I-I, II-II определяем изгибающие моменты.

В плоскости действия момента - в направлении большей стороны:

для сечения I-I:

,

Р_I-I – давление грунта в сечении I-I, определяется по формуле:

для сечения II-II:

В направлении, перпендикулярном плоскости действия момента, от реактивного давления (отпора) грунта p_гр = 140 кПа:

для сечения I-I:

для сечения II-II:

2. В тех же сечениях определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры A_тр^s в плитной части фундамента. Подбор арматуры ведется на всю ширину или длину фундамента.

В плоскости действия момента - в направлении большей стороны:

для сечения I-I:

для сечения II-II:

Где h_01, h_02, – расчетная рабочая высота фундамента в сечениях I-I, II-II:

h_{01 =} h_1- a_{s =}0,41, h_{02 =} H_f- 2a_{s =} 1,42

В направлении, перпендикулярном плоскости действия момента:

для сечения I-I:

для сечения II-II:

3. Из двух значений A_s^I-I, A_s^II-II, в соответствующем направлении выбираем большее, по которому и производим подбор диаметра и количество стержней.

В плоскости действия момента - в направлении большей стороны.

Принимаем шаг стержней S = 150 мм (рис. 7). A_s^max = 11 см². Количество стержней принимаем n = 14 шт. Тогда

Принимаем диаметр одного стержня ǿ= 10 мм (А_s = 0,785 см²). Окончательно принимаем

14 ǿ 10.

В направлении, перпендикулярном плоскости действия момента.

Принимаем шаг стержней S = 150 мм (рис. 7). A_s^max = 5,6 см². Принимаем количество стержней n = 20 шт.

Принимаем диаметр одного стержня ǿ = 10 мм (А_s = 0,785 см²).

Окончательно принимаем 20 ǿ 10.

Так как ширина подошвы фундамента b_f  3 м, то подошва фундамента армируется одной арматурной сеткой с рабочей арматурой в обоих направлениях. Схема армирования подошвы фундамента арматурной сеткой С-1 представлена на рис. 7