5 Технико–экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундамента: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент глубокого заложения. Опираясь на технико-экономический расчет, можно сделать вывод об экономичности того или иного вида фундамента.

Экономичность определяется с учетом таких показателей, как необходимый объем бетонной смеси, необходимость в той или иной строительной технике, необходимость в тех или иных рабочих с соответствующей квалификацией, затраты на подготовительные работы, общая продолжительность возведения фундамента, дополнительные затраты др.

В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного был выбран фундамент мелкого заложения.

При возведении свайного фундамента необходимо задействовать большее количество технических средств, а следовательно и материальных на их обслуживание, требуется большее количество бетона.

Поэтому затраты при возведении фундамента мелкого заложения значительно меньше чем при возведении свайных фундаментов, в данных инженерно–геологических условиях.

6 Расчет фундамента по прочности материала

Необходимо рассчитать армирование фундамента стаканного типа под колонну для сечения 3-3.

Исходные данные: бетон С¹⁶/₂₀, f_ck = 16 MПа, арматура класса S500, f_yd= 435 MПа, γ_с=1,5, γ_f=1,5, с=50мм.

Расчетные нагрузки на обрез фундамента:

N_sd=F_vo,1=1440 кН,

М_sd=M_o,I=370 кН∙м,

V_sd =F_ho,I=23 кН.

Поскольку фундамент не имеет поперечной арматуры, высота нижней ступени должна быть проверена на прочность по наклонному сечению по условию восприятия поперечной силы бетоном:

V_sd1=P∙(a_f-a₁-2∙l_inc)∙0,5∙b_f≤V_cd,min=0,6∙f_ctd∙α∙b_f∙d₁, (33)

где l_inc– длина проекции рассматриваемого наклонного сечения, принимаем l_inc=d₁=h₁-c=300-50=250мм;

a₁=2,4м – ширина ступени.

Р=N_sd/A=1440/(3,3∙2,4)=176,77 кН/м²

V_sd1=176,77∙(2,4-1,2-2∙0,25)∙0,5∙3,3=204,17<V_cd=0,6∙0,867∙10³∙1∙2,4∙0,25=312.12 кН

Условие прочности выполняется.

Определяем сечение арматуры плитной части фундамента. Расчетная схема фундамента представляет собой консольный свес, работающий на изгиб, на который действует давление грунта. Сечение рассматриваем на грани колонны и на гранях ступени.

Усилие определяем в каждом сечении:

M_I-I=(P∙(a_f-a_col)²∙b_f)/8;

M_II-II=(P∙(a_f-a₂)²∙b_f)/8; (34)

M_III-III=(P∙(a_f-a₁)²∙b_f)/8.

Рисунок 7. – Рассматриваемые сечения фундамента.

M_I-I=(176,77∙(2,4-0,4)²∙3,3)/8=291,67 кН∙м;

M_II-II=(176,77∙(2,4-1,2)²∙3,3)/8=105 кН∙м;

M_III-III=(176,77∙(2,4-1,6)²∙3,3)/8=46,67 кН∙м.

Определяем площадь сечения арматуры по максимальному моменту

A_s=M_sd/0,9∙d₁∙f_yd (35)

A_s=291,67/(0,9∙2.4∙435∙10³)= 0,00031м²=3,10 см²

.

Принимаем требуемое количество рабочих стержней:

–в поперечном направлении: Ø12 S500 c с шагом 200мм;

–в продольном направлении: Ø12 S500 c с шагом 200мм.

Поперечную арматуру в подколоннике назначаем конструктивно.