2. Проверка всего фундамента по прочности на раскалывание

Расчет на раскалывание фундамента производим на действие расчетной нормальной силы.

Площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно длинной и короткой сторонам подошвы фундамента, за вычетом стакана фундамента, соответственно (рис.5.4б):

A_fl = 2.00125 м² A_fb = 1.84125 м²

Так как: b_кол / h_кол = 0.4 / 0.8 = 0.5 < A_fl / A_fb = 2 / 1.84 = 0.92

то: N* = 0.975  A_fl  R_Bt­  (1 + b_кол / h_кол ) = 0.9752900(1+0.4/0.8) = 2632.5 кН

и тогда проверяем: N_соот = 1168.4 кН < N* = 2632.5 кН Условие выполняется.

3. Проверка ступени по прочности на продавливание

Площадь многоугольника продавливания:

А₀ = 0.5b(l - l₂ - 2h₀₂ )-0.25(bb₂ -2h₀₂ )² =0.52.4(3-2.1-20.25)-0.25(2.4-1.8-0.25)² =0.48 м²

Наибольшее краевое давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах:

P_max = (N_соот / bl) + (M_max / W_y ) = (1168.4 / 2.43.0) + (261.0 / (2.46³/6) = 165.29 кПа

Расчетная продавливающая сила: F = A₀  P_max = 0.48  165.29 = 79.34 кН

Проверяем условие прочности ступени на продавливание:

F = 79.34 кН < b_m  R_Bt  _B2  h₀₂ = 2.05  900  0.9  0.25 = 415.13 кН

b_m = h₀₂ + b₂ = 0.25 + 1.8 = 2.05 м

Условие выполняется.

Рис.5.4. Схемы раскалывания и продавливания колонной дна стакана .

5. Армирование подошвы фундамента

Армирование подошвы фундамента производится одной сеткой С-7 с рабочими стержнями с шагом 200 мм в продольном и поперечном направлениях.

Сечение по грани подколонника с арматурой, параллельной длинной стороне фундамента, и вылетом ступени c­_l = 0.75 м :

M_b = N_соот  c­_l² / (2 l)  (1+6e₀ / l – 4  (e₀  c­_l / l²)) =

= 1168.40.75² / (23)  (1+60.23 / 3 – 4(0.230.75 / 3²)) = 79.18 кНм

е₀ = (M_max + Q­_соот­  d) / (N_соот + 20  b  l ) = (261.0+31.51.65) / (1168.4+202.43.0) = 0.23 м

A_sl = M_b / (0.9  R_S  h₀₁ ) = 79.18 / (0.9  36510³  0.5) = 0.000482 м²

Сечение по грани подколонника с арматурой, параллельной короткой стороне фундамента, и вылетом ступени c­_b = 0.6 м :

M_l = N_соот  c­_b² / (2 b) = 1168.40.6² / (23) = 70.10 кНм

A_sb = M_l / (0.9  R_S  h₀₁ ) = 70.1 / (0.9  36510³  0.5) = 0.00042 м²

Т.к. l =3.0 м, то армируем подошву сеткой С-7 с рабочей арматурой в обоих направлениях.

6. Проверка прочности подколонника

   1. Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям

Проверка прочности подколонника проводится по двум сечениям: в уровне плитной части (сечение 1-1) и в уровне нижнего торца колонны (сечение 2-2).

Сечение 1-1

Случайный экцентриситет: e_a = l_п / 30 = 1.5 / 30 = 0.05 м

Приведенный момент в сечении:

M₁ = М_max + N_cooт  e_a + Q_cooт  h_п = 261.0 + 1168.400.05 + 31.50.9 = 347.27 кНм

Эксцентриситет продольного усилия: е₁ = M₁ / N_соот + е_а = 347.27 / 1168.4 + 0.05 = 0.35 м

Площадь сжатой зоны: А_ВС = b_п  l_п  (1 – 2  е₁ / l_п ) = 1.2  1.5  (1 – 10.35 / 1.5) = 1.38 м²

Проверяем условие: N_соот = 1168.4 < _В3  _В9  R_B  A_BC = 0.850.99001.38 = 1242.0 кН

Условие выполняется.

Сечение 2-2

Т.к. это сечение коробчатое, то оно приводится к эквивалентному тавровому (рис.5.6.1):

h_f = h’_f = b_w1 = b_w = 0.275 м; b = 2b_w2 = 2b’_w = 20.325 = 0.65 м; b_f = b’_f = b_п = 1.2 м

Площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента:

А_щ = 2  h_з  (b_кол + h_кол ) = 20.8(0.4+0.8) = 1.92 м²

 ’ = 1-0.4 R_Bt  А_щ /N­­_соот = 1-0.49001.92 / 1168.4 =0.41 < 0.85 принимаем  ’ = 0.85

Продольная сила, передаваемая через бетон замоноличивания на стенки стакана:

N_c = MIN (0.4 R_Bt  _B2  A_щ = 0.49000.91.92 = 725.76 кН |

(1- ’)N­_соот = (1-0.85)1168.4 = = 175.26 кН

Проверяем условие: N_с = 175.26 < R_B  b’_f  h’_f = 11501.20.275 = 379.5 кН

Условие выполняется. Следовательно, граница сжатой зона проходит в полке, и сечение расчитывается как прямоугольное с шириной b = 0.9 м.

Приведенный момент в сечении:

M₂ = М_max - N_c  e_a + Q_cooт  h_с = 261.0 +175.260.05 + 31.50.95 = 299.68 кНм

Эксцентриситет продольного усилия: е₁ = M₂ / N_с + е_а = 299.68 / 175.26 + 0.05 = 1.76 м

Площадь сжатой зоны: А_ВС = b_п  l_п  (1 - 2   е₁ / l_п ) = 1.2  1.5  (1 - 211.76 / 1.5)= -2.42 < 0

Следовательно, сила приложения находится за пределами сечения подколонника. Рассчитываем подколонник как внецентренно нагруженный ж/б элемент по высоте сжатой зоны:

х = N_соот / R_В  b_п = 1168.4 / 11.510³1.2 = 0.085 м

х = 0.085м <  _R  (l_п – 0.05) = 0.606  (1.5 – 0.05) = 0.94 м

 _R =  / (1+ R_S /_sc,u  (1-  / 1.1)) = 0.7488 / (1+365 /500  (1- 0.7488 /1.1)) = 0.606

 = 0.85 – 0.008  R_B   _B2 = 0.85 – 0.008  11.5 1.1 = 0.7488

Требуемая площадь рабочей продольной арматуры на одну сетку:

А’_S = А_S = ((R_B  b_п  l_п0² )/ R_S ) ((_n - ’_n  (1-0.5’_n )) / (1-)) =

= ((11.510³1.21.45²)/36510³) ((0.149-0.058(1-0.50.058)) / (1-0.035)) = 0.00706 м²

l _п0 = l_п - а’ = 1.5 – 0.05 = 1.45 м

l₂ =  l₁ + 0.5(l_п0 – а’ ) = 11.78 + 0.5(1.45-0.05) = 2.48 м

’_n = N_соот / (R_B  b_п  l_п0 ) = 1168.40 / (11.510³1.21.45) = 0.058 <  _R = 0.606

_n = N_соот  l₂ / (R_B  b_п  l_п0² ) = 1168.42.48 / (11.510³1.21.45² ) = 0.149

 = а’/ l_п0 = 0.05 /1.45 = 0.035

Принимаем:

2 сетки С-9 по 736 А-III с А’_S = А_S = 0.007126 м² > 0.0004 b_п  l_п0 = 0.00072 м²

2 сетка С-10 по 836 А-III с А’_S = А_S = 0.008144 м² > 0.0004 b_п  l_п0 = 0.00072 м²

Проверяем условие по нименьшей принятой площади арматуры:

N* = R_B  b_п  х (l_п – 0.5  х) + R_SC  A’_S  (l_п0 – a' ) =

= 11.510³1.20.09(1.5-0.50.09) + 36510³0.007126(1.45 – 0.05) = 5448.496 кНм

N_соот  l­₂ = 1168.42.48 = 2897.63 кНм < N* =5448.496 кНм

Условие выполняется.