Раздел технологии и организации строительного производства	Лист

Расчет внецентренно-нагруженного фундамента

-

Исходные данные

Грунт основания суглинок, коэффициент пористости е=0,7; консистенция

J_Z=0.5; согласно СНиП условное расчетное давление на грунт R₀=25 кН/м².

Бетон фундамента класса В15, арматура сеток из стали класса А-II.

Сбор нагрузок.

В обрезе фундамента возникают максимальные усилия:

Расчетные усилия:

Нагрузка от собственного веса колонны:

N_с.в.=9,1×0,5×0,5×0,25×1,1=63,6 кН

Нагрузка от колонны пристройки:N=(6+11,3)×1,5×6=156 кН

N=436.4r+63.6+156=656кН

М=173,4 кНм

Q=6.1 кН

Нормативные значения усилий

N=6561,2=547 кН

М=173,4/1,2=145 кН

Q=6,1/1,2=5,1 кН

Расчетные усилия, действующие относительно симметрии подошвы фундамента и грунта на нем:

М=М+Q+Н_Ф=173,4+6,1+1,5=183 кНм

N=656 кН

Нормативные значения усилий

М=183/1,2 кНм

N=656|1.2=547 кН

Предварительные размеры подошвы фундамента

F=N/(R-Н_1×Р_ср=6656/(250-1,65×20)=3,1 м²

Подошву фундамента назначаем конструктивно по размерам колонны:

B_н=50+2×7,5+2×17,5=100 см;

А_н=50+40+30+2×7,5+2×22,5=180 см

Тогда размер подошвы фундамента будет:

b_ф×а_ф=1,8×2,4=4,32 м²

Момент сопротивления в плоскости изгиба:

W_ф=1,8×2,4²=1,73 м³

Уточняем нормативное давление на грунт основания по формуле:

R=R₀×[(1+k₁×([b_ф-b₁]/b₁)×((h+h₁)/(2×h₁))]=

0.25×[(1+0.05×(1.8-1))1×(2+1.5)|(2×1.5)]=0.252 МПа

где к=0,05-для глинистых грунтов; b₁ =1 м; h₁=2 м.

Определение краевого давления на основание.

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:

G^н_ф=а_ф×b_ф×Н₁×Р_ср=1,8×2,4×1,5×2=13 кН/м³

Расчетная нагрузка:

G_ф=G_ф^н×n=13×1.1=14.3 кН/м³

Эсценриситет равнодействующей усилий всех нормативных нагрузок, приложен к подошве фундамента:

Е₀=М_н/(N_н+G_ф^н)=152/(547+13)=0,27 м

То есть краевое давление буде

Р_1н=N_нф×(1+6×е₀/а_ф)/(а_ф×b_a)=кН/м²

Что меньше 1,2×R=1,2×252=303 кН/м²

Р_2н=N_нф×(1-6×е₀/а_ф×)/(а_ф×b_ф)= кН/м²

Что меньше 0,8×252=202 кН/м²

Максимальное значение эксценриситета:

Е₀=0,27 м.<0,2×а_ф=0,36 м

Поэтому можно считать, что существенного поворота подошвы фундамента не будет и защемление колонны обеспечивается жесткой базой.

Расчет тела фундамента.

Так как колонна железобетонная фундамент имеет стакан, глубина которого из условия заделки h_ст=0,8 м; размер стакана в плане 550×550, внизу 650×650 у обреза фундамента. Высоту подколонника принимаем 900 мм. Уступы фундамента принимаем по 300 мм. Момент действующий от расчетных нагрузок на уровне низа подколонника (сечение1-1)

М₁=М+Q×h₁=173.4+6.1×0.9=179 кНм

Расчет продольной арматуры подколонника

Толщину защитного слоя бетона принимаем 50 мм, расстояние от наружной грани стенки стакана от центра тяжести сечения арматуры А_s:

Е=е₀₁+а_с/2а=0,32+0,65/2-0,04=0,605 м

Где е₀₁=М/N=176/560=0,32 м.

Площадь сечения продольной арматуры

А_s=А_s=N×е-R_пр×m_б1×S₀/(R_а×z_а)=560000×60,5-7×100×1,1×780000/(285×

×100×78)<0

Где z_а=а_с-а-а=65-6-6=53 см для коробчатого сечения

S₀=0.5×(b_c×h₀×h₀-а₀×b₀×z_а)=0,5×(100×144²-100×55×95)=780000 см³

Из конструктивных соображений принимаем минимальную площадь сечения продольной арматуры при коэффициенте армирования: =0,001

А_s=А_s=0.001×F_b=0.001×(100×100-55×55)=7 см²

Принимаем 6Ø 12 АII с А_s=6.79 см.

РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО АРМИРОВАНИЯ ПОДКОЛОННИКА

Поперечное армирование проектируется в виде горизонтальных сеток из арматуры класса А-I, шаг сеток 100 мм. Впределах высоты подколонника расположено семь сеток.

При е=е₀₁=0,42 м>h_r/2=0,5/2=0,25 м.

Расстояние у оси колонны до условной оси поворота принимаем:

У=h_r/2=0.5/0,2=0,25 м

Площадь поперечной арматуры F_х

А_sw=0.8×(М+Q×h₃×N×h_k/2)/(R_а×Z_а)=

=0,8×(173,4+6,1×0,65-500×0,5/2)/255×2,7<0

Где h₃=h_3-t=70-5=65 см

R_а=225 Мпа,

Z_а=0,05+0,15+1,35+0,55+0,75+0,95=2,7 м:

Из конструктивных соображений принимаем для сеток поперечные стержни d 8 А-I/

РАСЧЕТ НИЖНЕЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА

Определяем минимальное и максимальное давление:

Р₁=N/F_ф+M/W_ф=670/4,32+183/1,73=261 кНм²

Р₂=N/F_ф-М/W_ф=670/4,32-183/1,73=49 кН/м²

Рабочую высоту плиты подколонника из условия прочности на продавливание определяется по формуле:

h₀>-(b₀+а₀)/4+1/2

где Р_гр=261 кН/м²; к=1

R_р=0,63×1,1=0,693 кН/м²;

N=Р₁×(а_ф×b_ф-а_с×b_c)=261(1,8×2,4-1,8×1)=365,4 кН

Подставляя числовые значения, получим:

h₀=-

Из конструктивных соображений принимаем общую высоту плиты h=60 см, уступы по 30 см.

h₀₌h-а=60-5=55 см.

Расчет рабочей арматуры сетки нижней плиты в направлении длинной стороны а_ф.

Рвсчеиный изгибающий момент в сечении 1-1, проходящем по грани b_с подколонника:

М₁=Р_срi×а_i²×b_ф/2=(244×0,4²×1,8)/2=35,2кНм

Где Р_срi=0,5×(Р_i+Р₁)=0,5(226+261)=244 кН м²

Р_i=Р₁₌(Р₁-Р₂)×а_i/а_ф=261-(261-49)×0,4/2,4=226 кН/м²

Требуемое сечение арматуры:

А_s=M₁/(0,9×R_s×h₀)=35.2×10⁵/(0,9×285)=5,5 см²

Назначаем шаг стержней 200 мм на ширине b=1,8 м

Принимаем 10Ǿ 10 А-II сА_s=7,85 см²

Процент армирования: =℅>_min=0.1

Условие выполняется, окончательно принимаем сечение арматуры 10 Ǿ10 А-II с А_s=7.85 см²

Расчетный изгибающий момент в сечении 2-2:

М₂=Р_ср2×а₂²×b_ф/2=(257×0,1²×1,8)/2=2,3 кНм

Где Р_ср2=0,5(Р₂+Р₁)=0,5(252+261)=257 кН/м²

Р₂=Р₁=(Р₁=Р₂)а₂/а_ф=261-(261-49)0,1/2,4=252 кН/м²

Требуемое сечение арматуры:

А_s=М₂/(0,9×R_sh₀)=2,3×10⁵/0,9×285×100×25=0,5 см²

Площадь армирования в данном варианте меньше, чем в первом поэтому оконча

тельно принимаем по ширине b_ф=1,8 м: 10Ø 10 А-II сА_s=7,85 см²

Раасчет рабочей арматуры сетки нижней плиты в направлении стороны b_ф.

Расчетный изгибающий момент в сечении 3-3, проходящем по грани подколонника

М₃=Р_ср×b₃²×а_ф/2=155×0,3²×2,4/2=16,8кНм

Где Р_ср=0,5(Р₁₊Р₂)=0,5(261+49)=155 кН/м²

Требуемое сечение арматуры

А_s=М₃/0,9R_sh₀=16.8×10⁵/0,9×285×100×25=2,6 кНм

Конструктивно принимаем по ширине b_ф=2,4 м: 13Ø 10 А-II с А_s=10,2 см²

Процент армирования

⁼0,17%>_min=0.1%