4. Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы фундамента:

где средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки грунта около фундамента.

Назначаем соотношение сторон подошвы фундамента .

Тогда

_{Исходя из унификации размеров, назначаем} тогда, Принимаем .

При принятых размерах площадь подошвы фундамента равна:

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Уточняем расчетное сопротивление основания (песчаного пылеватого грунта средней плотности с коэффициентом пористости е = 0.65) по формуле В.1 приложения В [3]:

где коэффициенты условий работы основания, принимаемые по табл. В.1 приложения В [4];

Принимаем , ;

т.к. прочностные характеристики приняты по статистическим данным норм приложения [4];

т. к.

безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения по табл. В.2 приложения В [4];

При - ,,;

осреднённое расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³;

осреднённое расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

Принимаем .

глубина заложения фундамента, м;

глубина подвала, м, при отсутствии подвала ;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

.

.

Проверку достаточности размеров подошвы фундамента проверяем по критериям давлений на грунт от нормативных усилий (расчетных усилий при );

По первой комбинации усилий при ,

По второй комбинации усилий при ,

По третьей комбинации усилий при ,

Давление на грунт по всем комбинациям удовлетворяет предъявленным требованиям.

5. Расчет плитной части фундамента

Расчет прочности плиты производится на основное сочетание нагрузок при .

Напряжения в грунте при расчетных нагрузках без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах:

- при четвертой комбинации усилий:

- при пятой комбинации усилий:

- при шестой комбинации усилий:

В дальнейших расчетах принимаем пятую комбинацию усилий (комбинация с наибольшей величиной ).

1. Расчет площади сечения арматуры в направлении большей стороны плиты

Расчет по определению площади сечения арматуры производится по сечениям у грани ступени (сечение 1-1) и у грани колонны (сечение 2-2).

Определяем реактивное давление грунта в расчетных сечениях:

Изгибающие моменты в данных сечениях:

Рабочая высота сечения 1-1 при наличии бетонной подготовки :

;

;

;

Рабочая высота сечения 2-2: ;

;

;

Принимаем 1110 S500 (A_st=8.64cм²) с шагом S=200мм.

Рисунок 9 – К расчету плитной части фундамента

2. Расчет площади сечения арматуры в направлении меньшей стороны плиты

Изгибающий момент по грани ступени (сечение 3-3):

;

Изгибающий момент по грани колонны (сечение 4-4):

.

Рабочая высота сечения 3-3: ;

;

;

Рабочая высота сечения 4-4: ;

;

;

Принимаем 1410 S500 (A_st=11.0cм²) с шагом S=200мм.

Рисунок 10 – Армирование плитной части фундамента

3. Расчет плитной части фундамента на продавливание

При выносе ступени плиты фундамента за пределы подколонника на (рисунок 9) и рабочей высоте сечения ступени грани пирамиды продавливания с соотношением сторон выходят за пределы тела фундамента . В этом случае продавливание подколонником плиты не будет наблюдаться и расчет не производим.

Продавливание днища стакана колонной при ее установке так же не производим, так, как принятая толщина днища значительно превышает минимальную допустимую 200 мм.

6. Расчет подколонника

При расчете подколонника и его стаканной части площадь сечения продольной арматуры определяется из расчета на внецентренное сжатие стенок стакана по нормальному сечению А-А, проходящему по торцу колонны. Коробчатое сечение подколонника приводится к эквивалентному двутавровому расчетному сечению вдоль плоскости изгиба.

Усилия, действующие в расчетном сечении при комбинации усилий 5 (таблица 5):

Начальный эксцентриситет продольной силы

Величина случайного эксцентриситета

Проверяем условие

здесь ширина сечения подколонника;

толщина стенки стакана в плоскости изгиба

.

Условие выполняется. Нейтральная ось проходит в полке, сечение рассматривается как прямоугольное с и .

Момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой ар­матуры

Полученное значение находится в 1 области деформирования сечения, имеет место случай больших эксцентриситетов.

Минимальное количество продольной арматуры, необходимое в сжатой зоне сечения подколонника:

где .

Принимаем 518 S500 (A_sc=12.72cм²).

С учетом принятого армирования на первом шаге итерации прикоэффициентсоставит:

По табл. 2-2 П2 [1] при , .

По табл. 5-1 П5 [1] при икоэффициент.

Уточняем коэффициент при,

,

что незначительно отличается от величины, полученной на предыдущем шаге.

Площадь сечения арматуры у растянутой грани сечения подколонника:

Принимаем армирование у растянутой грани сечения по минимальному коэффициенту армирования, т.е. 518 S500 (A_st=12.72cм²).

Для предотвращения разрушения от разрыва стенок стакана в подколоннике предусматривается поперечное армирование в виде горизонтальных сварных сеток. Поперечная арматура подколонника в наклонном сечении В-В определяется по расчету на действие момента от внешних сил относительно оси, проходящей через условную точку К (рисунок 11) в уровне торца колонны.

При расстояние от оси колонны до условной оси поворота колонны ˝у˝ принимается:

.

Требуемая площадь сечения всех поперечных стержней одной сетки в направлении момента

где сумма расстояний от торца колонны до поперечных стержней сеток.

Согласно конструктивным требованиям, принимаем сетку из 48 S500 (A_sw=2.01cм²).

Армирование подколонника представлено на рисунке 11.

Рисунок 11 - К расчету подколонника фундамента