4. Проектирование фундамента под колонну
Фундаменты передают нагрузку от опирающихся на них колонн на основание.
Усилие в сечении колонны у заделки в фундаменте:
1)
,
,
;
2)
,
,
.
Ввиду
малых значений эксцентриситетов
фундамент рассчитываем как центрально
сжатый. Расчетное усилие
:
усредненное
значение коэффициента надежности по
нагрузке
;
нормативное
усилие
.
Грунты
основания с условным расчетным
сопротивлением
(по заданию).
Фундамент выполняется из тяжелого бетона класса В15:
;
;
;
.
Центрально нагруженные фундаменты армируются сварными сетками из арматуры класса A300, A400 с одинаковой арматурой в двух направлениях.
Принимаем арматуру класса A300 с расчетным сопротивлением .
вес
единицы объема бетона фундамента и
грунта на его обрезах
.
4.1 Расчет фундамента
Расчет фундамента состоит из двух частей:
1) расчет основания (определение формы и размеров подошвы);
2) расчет тела фундамента (определение высоты фундамента, размеров его ступеней и сечения арматуры).
Центрально нагруженный фундамент проектируем квадратным в плане. Размеры подошвы фундамента определяем при условии, что среднее давление под ней не превышает условного расчетного сопротивления грунта. При этом давление под подошвой фундамента считаем равномерно распределенным.
Предварительная площадь подошвы фундамента:
.
Здесь
- глубина заложения фундамента.
Принимаем
предварительную высоту фундамента
равной
(кратной 40 см). Определяем глубину
заложения фундамента:
.
Размер стороны квадратной подошвы:
.
Принимаем
(кратное 0,3 м). Тогда давление на грунт
от расчетной нагрузки:
.
Высоту
фундамента определяют из условия его
прочности на продавливание в предположении,
что продавливание происходит по
поверхности пирамиды, боковые стороны
которой начинаются у колонны и наклонены
под углом 45° к вертикали. В качестве
расчетной продавливающей силы
принимаем силу
за вычетом отпора грунта
,
распределенного по площади нижнего
основания пирамиды продавливания:
.
Условие прочности на продавливание имеет вид:
.
Здесь
- среднее арифметическое между периметрами
оснований пирамиды продавливания.
Рабочая высота центрально нагруженного фундамента с квадратной подошвой может быть вычислена по приближенной формуле, выведенной из последних условий:
.
Полная высота фундамента устанавливается из условий:
1)
продавливания
;
2) жесткой заделки колонны в фундаменте
.
3) достаточной анкеровки продольной сжатой арматуры колонны Ø22 А300 в бетоне класса B25
где
;
;
.
,
,
.
.
Принимаем
окончательно фундамент высотой
исходя из условия достаточной анкеровки
продольной сжатой арматуры колонны,
.
Фундамент проектируем трехступенчатым
(
).
Толщина дна стакана
(рис. 20).
Проверим,
отвечает ли рабочая высота нижней
ступени фундамента (
)
условию прочности по поперечной силе
без поперечного армирования в наклонном
сечении, начинающемся в сечении 4-4. Для
единицы ширины этого сечения (
):
.
-
условие прочности удовлетворяется.
Ступени фундамента работают под воздействием реактивного давления грунта снизу подобно консолям, заделанным в массив фундамента.
Армирование фундамента по подошве определяют расчетом по нормальным сечениям 1-1, 2-2 и 3-3; значения изгибающих моментов в этих сечениях как в консольных балках:
,
,
где
- ширина верхней ступени;
-
ширина второй ступени;
-
ширина подошвы фундамента.
Требуемая площадь сечения арматуры, воспринимающей растягивающие напряжения при изгибе в сечении 1-1 на всю ширину фундамента будет определяться из условия:
,
где
.
.
Для сечения 2-2:
.
Из
всех значений выбираем большее, по
которому производим подбор диаметра и
количества арматурных стержней. Принимаем
нестандартную сварную сетку с одинаковой
в обоих направлениях рабочей арматурой
из стержней 28 Ø20 А300 с шагом
,
(
)
Марка
сетки
.
Проверим проценты армирования расчетных сечений:
,
,
что
больше
(для изгибаемых элементов).
Схема армирования фундамента показана на рис. 20.
Рис. 20. Схема армирования фундамента под колонну.
Министерство образования и науки РФ
ФБГОУ ВПО
«Мордовский Государственный Университет имени Н. П. Огарева»
Кафедра строительных материалов и технологий
Специальность: 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство»
Задание на курсовой проект
Студент гр. 403 д/о Карпушин С.Н.
Тема: «Технология и организация возведения надземной части одноэтажного промышленного здания»
Исходные данные для проектирования
Содержание:
План одноэтажного здания
Параметры одноэтажного здания
Параметры корпусов / № корпусов |
1 |
2 |
3 |
Пролет корпуса, м |
18 |
18 |
24 |
Длина корпуса, м |
72 |
72 |
36 |
Высота до низа несущей конструкции, м |
9,6 |
9,6 |
14,4 |
Вид несущей конструкции |
ферма |
||
Грузоподъемность мостового крана, т |
10 |
10 |
10 |
Шаг несущих стропильных конструкции, м |
6 |
6 |
6 |
Шаг колонн крайних рядов, м |
6 |
6 |
6 |
Шаг колонн средних рядов, м |
12 |
12 |
- |
Задание выдано _______________ Молодых С. А.