7.3.2 Расчет на продавливание плитной части фундамента

Анализируя полученные эпюры давления P, дальнейший расчет производим от первого сочетания усилий (рисунок 22).

Продавливающая сила:

F = p·A₀ = 382,16·(2,7+2)·0,35/2 = 314,33 кН

A_o – часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания первой ступени и продолжением в плане соответствующих ребер),

р_max=p=382,16 кН/м² - максимальное краевое давление на грунт от расчетной нагрузки, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах).

Условие прочности:

382,16< 0,9·1750·250 = 393750Н = 393,75кН

где для бетона В20 R_bt = γ_b1· 0,9 =1·0,9=0,9 МПа

– величина среднего размера грани пирамиды продавливания первой ступени.

Прочность нижней ступени на продавливание обеспечена.

7.3.3 Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана

Рисунок 24-Схема продавливания фундамента от дна стакана

Условие выполнения расчета:

h_cf – d_p < 0,5·(l_cf – l_c) = 600-600 < 0,5·(900-400)=250– расчет необходим

Условие прочности на продавливание:

N_c=2368,05≤b·l·R_bt·b_m·h_0p/A₀=2700·2700·0,9·1000·500/1260000= =2603,57кН

где – расчетная продольная сила, действующая в уровне торца колонны:

N_c=α·N₁= 0,85·2785,94=2368,05кН

a - коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N на плитную часть фундамента через стенки стакана и принимаемый равным:

a=(1-0,4·R_bt·A_c/N₁)=(1-0,4·0,9·960000/2785940)=0,84<0,85; a=0,85

A_c – площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента:

A₀ = ((2700+1500)/2)·600=1260000 мм²

Прочность на продавливание обеспечена продольной силой N_c от дна стакана.

Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы N_c не требуется, так как обеспечена его прочность на продавливание колонной от дна стакана.

Расчет плитной части фундамента на поперечную силу: при соотношении сторон подошвы b/l =2700/2700 =1 > 0,5 проверка на действие поперечной силы не выполняется.

Расчет плитной части на обратный момент не требуется по причине однозначной эпюры напряжений под подошвой фундамента.

7.3.4 Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента

Производится из расчета на изгиб консольных вылетов плитной части фундамента на действие реактивного отпора грунта под подошвой в сечениях по грани подколонника и по граням ступеней фундамента (рисунок 25).

Рисунок 25-Расчётные схемы и сечения при определении арматуры в подошве фундамента

Изгибающие моменты в расчетных сечениях плитной части определяются от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента без учета нагрузки от собственного веса фундамента и грунта на его уступах.

Арматура класса А400 с R_s = 350 МПа.

Сечение 1-1(по грани подколонника):

h₁= 300 мм, h₀₁ = 250 мм , b= 2700 мм, с₁=600 мм

М_1-1 = 0,5·p·b·c₁² = 0,5·382,16·2,7·0,6² = 185,73 кН·м

α_m= M_1-1/( R_b·b·h₀²) = 185,73·10⁶/( 11,5·2700·250²) = 0,096  ξ₁ = 0,1011;

А_s1 = = = 2235,64 мм²

Сечение 2-2(по грани верхней ступени):

H₂= 600 мм, h₀₂ = 550 мм , b= 2700 мм, b₁ = 1500 мм, с₂=900 мм

М_2-2 = 0,5·p·b·c₂² = 0,5·382,16·2,7·0,9² = 417,89 кН·м

α_m=M_2-2/(R_b·b₁·h₀₂²)=417,89·10⁶/(11,5·2700·550²)=0,044 ξ₁ = 0,0471;

А_s2 = = = 2223,21 мм²

По большей площади 2235,64 мм² принимаем 1 сетку размером 2,6 х 2,6 с 14 14А400 в обоих направлениях с A_s = 2462 мм² (+9,1%) . Процент армирования расчетных сечений:

μ₁ = А_s1·100/(b·h₀₁) = 2462·100/(2700·250) = 0,365% >μ%min = 0,05%

μ₂ = А_s2·100/(b·h₀₂) = 2462 ·100/(1500·550) = 0,298% >μ%min = 0,05%