3.4.3.2 Определение размеров фундамента под наружную стену

Сбор нагрузок на фундамент

Таблица 3.11

Вид нагрузки	Нормативное значении, кН/м2	γf,	Расчетное значении, кН/м2
1.Кровля (пароизоляция, утеплитель, стропильная конструкция, шифер)	0,87	1,1	0,957
2.Монолитная плита покрытия	3,96	1,1	4,356
3.Монолитная плита перекрытия	3,96	1,1	4,356
4.Кирпичная кладка	8,1	1,2	9,72
Итого	16,89		19,389

Рассчитаем постоянную нагрузку, действующую на наружную колонну:

N_пост = (0,957+4,356+4,356+9,72*2)*0,95*6,08=168,13 кН

Определим временную нагрузку N_вр=2*6,08=12,16 кН

Определим снеговую нагрузку N_снег= 0 кН

Полная нагрузка на колонну:

N = N_пост + N_вр + N_снег = 168,13+12,16 = 180,29 кН

О пределение глубины заложения фундамента

Глубина сезонного промерзания

d_f=k_h*d_fn=2.9*0,5=1,45м

k_h=0,4-1 - коэффициент теплового влияния

Так как основанием служит галечниковый грунт, то глубина заложения фундамента не зависит от расчетной глубины промерзания , то есть принимаем глубину заложения фундамента d_ф=1,6м [32]

Рис.3.23 План фундамента под здание Спортивного зала

Расчет фундамента под наружную стену

Nоп =180,29 кН/м

Определение размеров подошвы фундамента

R – расчетное сопротивление грунта основания

β – коэффициент учитывающий меньший удельный вес грунта, лежащего на обрезах фундамента по сравнению с удельным весом фундамента γ_m (β*γ_m=20 кН/м³)

d – глубина заложения фундамента

О пределим площадь фундамента

А= a*b м²

А=10,654*0,3=3,20 м²

σ - напряжения возникающие под подошвой фундамента

Fф=10,654*0,3*0,5*25=39,95 кН

Определим расчетное сопротивление грунта основания [32]

R= [M_γ k_z bγ_ІІ + M_q d₁ bγ_ІІ^´ + (M_q – 1 )d_b γ_ІІ^´ + M_c c_ІІ],

где γ_с1=1,4 – коэффициент условий работы

γ_с2= 1,4– коэффициент условий работы

к=1,1 коэффициент при определении характеристик по таблицам

M_γ=3,12

M_q=13,46

M_c=13,37

k_z=1 при b<10 м

b=0,3 м - ширина подошвы фундамента

γ_ІІ =1,65 кН/м осредненное значение плотности ниже залегающих грунтов

γ_ІІ^´= 2,1 кН/м осредненное значение плотности вышезалегающих грунтов

d₁=2,9 глубина заложения фундамента

c_ІІ=0,000 расчетное значение удельного сцепления грунта

R= [3,12*1*0,3*1,65+13,46*2,9*0,3*2,1]= 0,04658 МПа

σ≤R, 0,06884МПа≤0,04658МПа, условие не выполняется, следовательно необходимо увеличить размер подошвы фундамента

О пределим размер подошвы фундамента

b= 0,51м

Определим площадь фундамента

А= a*b м²

А=10,654*0,51=5,327 м²

σ=(Fv+Fф)/A - напряжения возникающие под подошвой фундамента

Fф=10,654*0,51*0,5*25=66,59 кН

Определим расчетное сопротивление грунта основания [32]

R= [M_γ k_z bγ_ІІ + M_q d₁ bγ_ІІ^´ + (M_q – 1 )d_b γ_ІІ^´ + M_c c_ІІ],

где γ_с1=1,4 – коэффициент условий работы

γ_с2= 1,4– коэффициент условий работы

к=1,1 коэффициент при определении характеристик по таблицам.

M_γ=3,12

M_q=13,46

M_c=13,37

k_z=1 при b < 10 м

b=0,51 м - ширина подошвы фундамента

γ_ІІ = 2,1 кН/м осредненное значение плотности ниже залегающих грунтов

γ_ІІ^´= 2,1 кН/м осредненное значение плотности вышезалегающих грунтов

d₁= 1,6 глубина заложения подошвы фундамента

c_ІІ=0,000 расчетное значение удельного сцепления грунта

R= [3,12*1*0,51*2,1+13,46*1,6*0,51*2,1]= 0,04705 МПа

σ≤R, 0,04634МПа ≤ 0,04705МПа

Рис.3.24 Схема фундамента под наружную стену

Расчет фундамента на продавливание

В качестве материалов берем бетон марки В30

R_в = 11,5 МПа – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний 1-й группы

R_bt = 0,9 МПа – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для 1-й группы

Е_в = 27*10³ МПа начальный модуль упругости бетона

Арматура (А-III):

R_s = 365 МПа – расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению для предельных состояний 1-й группы (т. 22);

Е_s = 20*10⁴ МПа – модуль упругости арматуры (т. 29).

Расчет на продавливание

F≤φ_b R_bt u_m h₀

F – расчетная продавливающая сила

φ_b =1 – коэффициент принимаемый для тяжелого бетона

R_bt – расчетное сопротивление бетона растяжению

u_m – среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований

F =р*А=[(Nоп+Nф+Nгр)/b*l]*А=[(180,+46,34)/0,51*10,624]*5,312 = 226,63кН

и_m=0,5(b₁+b_п)=11,124

F= 0,23168 МПа ≤φ_b R_bt u_m h₀=1*0,9*10⁶*11,124*0,5=5,01 МПа - прочность на продавливание обеспечена.

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 10  10 А-III с шагом S= 10 см