Расчет и конструирование сборных железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания

Коэффициент продольного армирования в x-направлении

A

.

bw d1,x

Площадь продольной арматуры, расположенной в y-направлении в пределах ширины (полосы) фундамента, равной by hпк 3d :

Коэффициент продольного армирования в y-направлении

A

,

bw d1, y

где As1 – площадь сечения одного стержня; s – шаг стержней в сетке фундамента;

d – рабочая высота сечения фундамента, принимаемая

d1,x d1, y d1 2 ;

– диаметр рабочих стержней сетки подошвы фундамента; fck – нормативное сопротивление бетона;

–коэффициенты продольного армирования в х-направлении

иy-направлении соответственно, рассчитанные для ширины плиты hпк 3d;

0,02 – расчетный коэффициент армирования.

Проверяется выполнение условия

70

_

Если условие не выполняется, то следует увеличить высоту плитной части фундамента или повысить класс бетона фундамента.

Пример 5

Запроектировать фундамент под центрально нагруженную колонну при следующих данных: сечение колонны 400 400 мм, продольная арматура колонны 4 20 класса S500, расчетное усилие, передаваемое колонной, NSd = 2245,62 кН. Класс среды по условиям эксплуатации XC1.

Бетон класса C20/25:

m = 20 кН/м3.

Глубина сезонного промерзания грунта 1,25 м.

Определение размеров подошвы фундамента

При определении размеров подошвы фундамента расчетное усилие при F = 1,0

71

Тогда полная высота фундамента должна быть не менее

Требуемая длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундамента lbd согласно расчету (см. пример 4) составляет 857 мм.

Тогда минимальная глубина заделки колонны в стакане

Глубину стакана hgl принимаем равной 950 мм, т. е. на 50 мм больше требуемой глубины заделки колонны.

С учетом того что минимальная толщина дна стакана должна быть не менее 200 мм, конструктивная высота фундамента должна быть не менее

Hf,min = hgl + 200 = 950 + 200 = 1150 мм.

Окончательно принимаем полную высоту фундамента (кратной 100 мм) равной 1200 мм, что больше требуемой по условию прочности на продавливание (542 мм).

Назначаем размер толщины стенки стакана поверху равным 225 мм. Тогда с учетом величины зазора между стенкой стакана и гранью колонны (75 мм) размер подколонника фундамента составит

где af – размер подошвы фундамента, м.

73

Рабочая высота плитной части фундамента

где p – расчетное давление грунта на подошву фундамента, кН/м2. Тогда общая высота плитной части фундамента

Принимаем общую высоту плитной части hpl = 0,45 м. Проектируем плитную часть, состоящую из одной ступени высо-

той 0,45 м.

Расчет рабочей арматуры подошвы фундамента

Сечение 1–1 по грани подколонника (см. рис. 5.3). Рабочая высота ступени фундамента

d1 450 100 350 мм.

Вылет консоли ступени l1 850 мм.

Изгибающий момент в сечении фундамента, расположенном по грани нижней ступени фундаментной плиты:

Коэффициент армирования

74

A 2613

bf d1 2700 200

Сечение 2–2 по грани колонны. Рабочая высота фундаментной плиты

d2 1300 100 1200 мм.

Вылет консоли фундаментной плиты l2 1150 мм.

Изгибающий момент в сечении фундамента, расположенном по грани колонны:

Коэффициент армирования

A 1394,97 bw d2 1000 1200

Из сопоставления полученных коэффициентов армирования можно сделать вывод, что определяющим является расчет по прочности плитной части фундамента.

Принимаем сетку из стержней 16 класса S400 с шагом 200 мм

(рис. 5.5).

75

.

Продавливающая сила

VSd кН.

Погонная поперечная сила

Площадь продольной арматуры, расположенной в х-направлении в пределах ширины (полосы) фундамента, равной

Коэффициент продольного армирования в х-направлении

A 2060 bw d1,x 2050 358

где d1,x d1, y d1 2

Площадь продольной арматуры, расположенной в y-направлении в пределах ширины (полосы) фундамента:

равна

77

Коэффициент продольного армирования в y-направлении

Asy 2060 bw

Расчетный коэффициент армирования

Погонная поперечная сила, которую может воспринять плита фундамента

прочность плитной части на продавливание обеспечена.

Конструирование стаканной части фундамента

Стаканная часть фундамента армируется конструктивно. Вертикальная арматура принимается диаметром 10 мм, а горизонтальная –

78

8 мм. Расстояние между вертикальными стержнями не должно превышать 400 мм.

Суммарная площадь вертикальных стержней, расположенных в пределах одной стороны стенки стакана, определяется из условия

Asv

где – минимальный процент армирования, равный 0,10 %;

bw – ширина расчетного сечения, равная 2 t (t – толщина стенки стакана);

dv – рабочая высота сечения коробчатого сечения стакана, определяемая по формуле

dv

Для рассчитываемого фундамента толщина стенки стакана составляет 225 мм.

Ширина расчетного сечения

bw мм.

Рабочая высота сечения коробчатого сечения стакана

Суммарная площадь вертикальных стержней, расположенных в пределах одной стороны стенки стакана:

Asv мм2.

Принимаем продольное армирование стенок стакана в виде 4 12 класса S400 (Asv = 512 мм2), рис. 5.6.

79