3. Розрахунок фундаменту під колону

3.1. Вихідні дані та матеріали.

3.1.1. Нормативне навантаження на рівні верхнього зрізу фундаменту (п'яти колони):

=275564 Н

=331692 Н

3.1.2. Глибина закладання фундаменту Н=1,1м

3.1.3. Умовний розрахунковий опір ґрунту =0,2МПа=200000Па.

3.1.4. Бетон С10/15 з розрахунковими опорами f_cd=8,5МПа,

f_ctd=0,75МПа

3.1.5. Арматура класу А300С при діаметрі більше 10мм з розрахунковим опором =280МПа

3.2. Розміри підошви фундаменту

3.2.1. Площа підошви фундаменту

де -20000Н/ середня густина матеріалу і ґрунту на його уступах.

3.2.2. Розміри підошви фундаменту при квадратному її плані a_f= = 1,2м ширина фундаменту повинна бути кратна 10см, тому приймаємо a_f =1,2м

3.2.3. Навантаження на рівні підошви фундаменту спричинене вагою фундаменту та ґрунтом на його виступах

=( ×H× =1,4×1,1×20000=43120 Н.

3.2.4. Повне розрахункове навантаження на рівні підошви фундаменту

= + =311692+31680=354812 Н.

3.2.5. Середній тиск під підошвою фундаменту

P= ≤

P=343372/1,96=181026; 181026 200000 Па

Умова виконується. Остаточно зупиняємося на розмірі підошви фундаменту '=1,4м.

3.3. Робоча та повна висота тіла фундаменту з умови міцності на продавлювання і з конструктивних міркувань.

3.3.1. Робоча висота фундаменту з умови міцності на продавлювання

де -0,4м- розмір поперечного розміру колони

3.3.2. Повна висота фундаменту з умови міцності на продавлювання

h=d+c=0,1+0,03=0,13м

де с-захисний шар бетону 30мм

3.3.3. Повна висота фундаменту з конструктивних міркувань

h= +0,2м=0,65м, де -глибина гнізда для надійного закріплення колони = +0,05=0,4+0,005=0,45.

3.3.4. Приймаємо повну висоту фундаменту h=0,75м, як більшу за визначених умов на продавлювання , та з конструктивних міркувань (висота фундаменту повинна бути кратна 15см)

3.4. Детальні розміри тіла фундаменту.

3.4.1. Кілька уступів:

при h≤450мм-1уступ;

при h=450-900мм - 2 уступи;

при h≥900мм -3 уступи,

приймаємо 2уступи.

3.4.2. Висота першого уступу =0,35м (не менше 30см).

Висота другого уступу h₂=0,4м.

3.4.3. Товщина стінок гнізда ≥0,3· =0,12м, приймаємо =0,2м, щоб не армувати гніздо.

3.4.5. Розміри =2· + +2·0,025=0,85м, ширина другого уступу.

3.5. Перевірка міцності фундаменту на продавлювання.

3.5.1. Робоча висота фундаменту

=h-c=0,75-0,03=0,72м

3.5.2. Продавлююча сила

F=N₁-P(h_c+2d)²=254812-181026(0,4+1,44)²=-257055 Н.

3.5.3. Периметр середнього перерізу піраміди продавлювання

U_m=4(h_c+d)=4.48 м.

3.5.4. Перевірка умови =0,6·750000·4,48·0,72=1451520

F≤0,6×f_cd×10⁶×U_m×d = 0,6×750000×4,48×0,72=1451520

-257055Н<1451520H. Міцність продавлювання забезпечена.

3.6. Перевірка міцності першого уступу на продавлювання.

3.6.1. Робоча висота першого уступу d₁=h₁-c=0,35-0,03=0,32м

3.6.2. Продавлююча сила

F₁=N₁-P× (a₁+2d₁)²=354812-181026× (0,85+0,64 =314624 Па.

3.6.3. Периметр середнього перерізу піраміди продавлювання першого уступу

U_m1=4× (a₁+d₁)=4× (0,85+0,32)=4,68 м

3.6.4. Перевірка міцності першого уступу на продавлювання

F₁≤0,6×f_ctd×U_m1×d₁=673920, 314624Н<673920Н

Міцність на продавлювання забезпечена.

3.7. Перевірка міцності дна гнізда на розколювання.

3.7.1. Площа вертикального осьового перерізу тіла фундаменту.

3.7.3. Перевірка міцності на розколювання

≤2× × × × =2×1×1,3×8500000×0,82=18122000

Де =1, коефіцієнт тертя бетону об бетон; =1,3, коефіцієнт умов роботи фундаменту в ґрунті 354812Н<18122000Н, міцність забезпечена.

3.8. Перевірка нижнього (першого) уступу на міцність з умови сприйняття поперечної сили.

3.8.1. Поперечна сила, що виникає в тілі фундаменту в перерізі по грані другого уступу від дій зусилля, яке передається колоною, та реактивного відпору ґрунту

3.8.2. Поперечна сила, що може бути сприйнятою бетоном перерізу розглядається V₆=1,5×f_ctd×a_f' /d₁=1,5×1,4×750000×0,32²/0,32=504000.

3.8.3. Так, як V(пункт 2.8.1.) менше V₆, то міцність першого уступу на дію поперечної сили забезпечена.

3.9. Величина згинальних елементів, що виникають в характерних перерізах фундаменту.

3.9.1. По грані колони

=0,125P( '- '=0,125×181026(1,4-0,32 ×1,2=5449,8.

3.9.2. По грані другого уступу

=0,125P( '-0,85 ×1,8=0,125×181026(1,4-0,85)²×1,2=8214

3.10. Підбір кількості робочої арматури

По більшій площі арматури підбираємо робочу арматуру для сітки фундаменту. Приймаємо для сітки 4 стержнів діаметром 10ммкласу А-400С з площею A_s=1,13 см².

С = ×1340х1340