3.2.3. Расчёт тела фундамента.
Определяем реактивное давление грунта:
Ргр = Nsd / A = 786,36/ 1,8⋅1,8 = 242,7 кПа.
Определяем размеры фундамента.
Рабочая высота фундамента из условия продавливания колонны через тело фундамента:
d0,min = - (hc + bc / 4) + 0,5⋅ √( Nsd / α ⋅ fctd + Ргр) = - (0,3+0,3 / 4) +
+ 0,5⋅ √( 786,36 / 1,0⋅1,46⋅103 + 242,7) = 185 мм
c = a + 0.5⋅ø , где: a = 45 мм – толщина защитного слоя бетона для арматуры (для сборных фундаментов).
с = 50 мм - расстояние от центра тяжести арматуры до подошвы фундамента.
Полная высота фундамента:
Hf1 = d0,min + c = 185+50 = 235 мм.
Для обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и достаточной анкеровки ее рабочей арматуры высота фундамента принимается:
Hf2 = lbd + 400 =586,9+400 = 986,9 мм.
где:
lbd = ø⋅ fyd / 4 ⋅ fbd = 12⋅450/4⋅2,3 =586,9 мм.
ø = 12 мм – диаметр рабочей арматуры колонны;
fbd = 2,3 МПа – предельное напряженное сцепление для бетона класса С 20/25
С учетом защемления колонны в стакане фундамента длину анкеровки можно уменьшить до 600 мм, тогда Hf2 =600 + 400 = 1000 мм;
Принимаем окончательно высоту фундамента:
Hf = max(Hf1, Hf2) = 1000 мм. Принимаем Hf = 1050 мм – кратно 150 мм.
Рабочая высота фундамента:
d = Hf − c = 1050−50 =1000 мм.
Принимаем первую ступень высотой: h1 = 300 мм.
d1 = h1 − c = 300−50 = 250 мм.
Принимаем остальные размеры фундамента.
Рис.16. Определение размеров фундамента
Высота верхней ступени фундамента:
h2 = Hf − h2 = 1050−300 = 750 мм.
Глубина стакана hcf = 1,5 ⋅ hc + 50 = 1,5 ⋅ 300 + 50 = 500 мм, принимаем hcf = 650 мм. Так как h2 = 750 мм > hcf = 650 мм, принимаем толщину стенки стакана bc = 0,75 · hcf = 0,75 · 650 = 487,5 мм > bc = 225 мм.
Следовательно, требуется армирование стенки стакана.
Т. к. bc+75=225+75=300 мм < h2=750 мм
Определяем Z.
Z = b − hc − 2 · 75 − 2 · bc − 2 · bc / 2=(1800−300−2·75−2·225−2·250) / 2 = =200мм.
Определяем требуемую рабочую высоту нижней ступени:
d1,треб = Ргр ⋅ Z / α ⋅ fctd = 242,7⋅0,2/1,0⋅1,46⋅103 = 33 мм.;
что не превышает принятую d1 = 250 мм.
3.2.4. Расчет армирования подошвы фундамента.
Площадь сечения рабочей арматуры сетки, укладываемой по подошве фундамента, определяется из расчета на изгиб консольного выступа ступеней, заделанных в массив фундамента, в сечениях по грани колонны и по граням ступеней.
Значения изгибающих моментов в этих сечениях:
MI-I = 0,125 ⋅ Ргр ⋅ (b - hc)2 ⋅ b = 0,125⋅242,7⋅(1,5-0,3)2⋅1,5 = 122,86 кН⋅м
MII-II = 0,125 ⋅ Ргр ⋅ (b - b1)2 ⋅ b = 0,125⋅242,7⋅(1,5-0,9)2⋅1,5 = 44,23 кН⋅м
b1 = 225⋅2+75⋅2+300 = 900 мм = 0,9 м.
Требуемое сечение арматуры:
As1 = MI-I / 0,9⋅ d ⋅ α ⋅ fyd = 122,86⋅106 / 0,9⋅1000⋅1,0⋅435 = 303,35 мм2;
As2 = MII-II / 0,9⋅ d1 ⋅ α ⋅ fyd = 44,23⋅106 / 0,9⋅250⋅1,0⋅435 = 436,83 мм2;
Арматуру подбираем по максимальной площади:
As1 = 436,83 мм2;
Принимаем шаг стержней S = 200 мм.
Количество стержней в сетке в одном направлении:
n = b / S +1 = 1800 / 200 + 1 = 10 шт. Принимаем 10 шт.
Требуемая площадь сечения одного стержня:
As1 / 10 = 436,83 / 10 = 43,6 мм2.
Принимаем один стержень ø7 S500, Ast = 38,5 мм2.
Такое же количество стержней укладывается в сетке в противоположном направлении.