6.Расчет внецентренно нагруженного фундамента под среднюю двухветвевую колонну.

6.1.Данные для расчета.

Грунты основания-пески пылеватые средней плотности, маловлажные;

Расчетное сопротивлении грунта R₀=0,2 МПа;

Бетон тяжелый класса В12.5, R_bt=0,66 МПа;

Арматура из горячекатаной стали класса А-II, R_s=280 МПа;

Вес единицы объема материала фундамента и грунта на его обрезах γ=20 kH/м³.

Расчет выполняют на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий в сечении 4-4: М=200,4 кН*м; N=2611,6 kH; Q=37,8 kH.

Нормативное значение усилий определено делением расчетных усилий на усредненный коэффициент надежности по нагрузке γ_f=1.15, т.е.

М_n=174,2kH*м; N_n=2270,96 kH; Q_n=32,87 kH

6.2.Определение геометрических размеров фундамента.

Глубину стакана фундамента принимают 90 см, что согласно данным должно быть не менее значений:

где d=1.8 см – диаметр продольной арматуры колонны λ=33 для бетона класса В12,5.

Расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принято 250 мм. Полная высота фундамента Н=900+250=1150 мм принимается 1200, что кратно 300 мм. Глубина заложения фундамента при расстоянии от уровня чистого пола до верха фундамента 150 мм Н₁=1200+150=1350 мм=1,35 м. Фундамент трехступенчатый, высота ступеней принята одинаковой 40 см.

Предварительно площадь фундамента определяют по формуле:

здесь 1,05 – коэффициент, учитывающий наличие момента.

Назначая отношение сторон b/a=0.8, получают:

Принимают a×b=4,2×3,4 м.

Т.к. заглубление фундамента больше 2м, ширина подошвы более 1м, необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта основания по формуле:

где к₁=0,05 для пылеватых песков; В₀=1м; d₀=2м;

При пересчете размеров фундамента с уточненными значением R получают: а=4,4м, b=3,5м. Площадь подошвы фундамента А=4,4×3,5=15,4 м², момент сопротивления:

Определяют рабочую высоту фундамента из условия прочности на продавливание по формуле:

где h=1,2 м – высота сечения колонны; b_col=0,5 м – ширина сечения колонны;

р=N/A=2270,96 /15,4=147,5 kH/м²; R_bt=γ_b2*R_bt=1,1×0,66=0,726 МПа=726 кН/м²

Полная высота фундамента Н=0,44+0,05=0,50м<1,2м. Следовательно, принятая высота фундамента достаточна.

Определяем краевое давление на основание. Изгибающий момент в уровне подошвы:

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:

При условии, что

3. Расчет арматуры фундамента.

Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок:

где М_f=M+QH=200,4+37,8×1.2=245,76 kH/м²

Расчетные изгибающие моменты:

• в сечении 1-1

где а_i=a₁=3,2 м,

• в сечении II-II

где а_i=a₁=2.2 м,

• в сечении III-III

где а_i=a₁=1.2 м,

Требуемое сечение арматуры

Принимаем 22Ø14 А-II с A_s=30,78 см². Процент армирования

Арматура укладываемая параллельно меньшей стороне фундамента, определяется по изгибающему моменту в сечении IV-IV:

Принимаем 18Ø12 А-II c A_s=20.36 см². Процент армирования