2. Визначення умовної відмітки 0.000

Планувальна відмітка поверхні землі відповідає абсолютній відмітці 174.450. За умовну відмітку 0.000 прийнята абсолютна відмітка 174.500. Відмітка верха фундаменту 174.350 чи –0,15. Висота фундаменту h_f = 2,50 м. Відмітка підошви фундаменту 171.850.

3. Вибір несучого шару й відмітки підошви фундаменту

Перший шар, чи горизонт, представлений насипними ґрунтами.

Відсипання ґрунту вироблялося без планомірного пошарового ущільнення, отже, цей горизонт може бути класифікований як відвали пилувато-глинястих природних ґрунтів, орієнтований термін самоущільнення яких 10 – 15 років. Цей горизонт характеризується змістом органічних залишків і значною пористістю, що дає основу очікувати значних деформацій під навантаженням (підвищена стисливість і нерівномірна щільність складу).

Другий шар малої потужності і використовувати його як основу фундаментів недоцільно.

Як природну основу прийнятий 3-ій горизонт – суглинок напівтвердий.

Відмітка підошви фундаменту 171.850 чи –2,650.

4. Визначення розмірів фундаменту

Діючі зусилля: N = 2680 кН, М = 1029 кНм. Приймаємо співвідношення сторін підошви фундаменту n = l_f/b_f = 1,4.

Умовний розрахунковий опір ґрунту (за таблицею 2 БНіП 2.02.01-83. інтерполюємо)

кПа

Менша сторона підошви фундаменту м. Велика сторона l_f = 3,0∙ 1,4 = 4,2 м. Для подальших розрахунків приймаємо l_f = 4,2 м і b_f = 3,0 м. Тоді площа підошви фундаменту А_f = 4,2∙ 3,0 = 12,6 м². Момент опору W_f = м³.

Напруги під підошвою фундаменту

кПа. p_max = 212,7 + 116,67 = 329,37 кПа; p_min = 96,03 кПа.

Розрахунковий опір ґрунту визначений за формулою:

,

де γ_с1 =1,25; γ_с2 = 1,0 (додаток 8), k = k_z = 1,0; b_f = 3,0 м; кут внутрішнього тертя φ = 21 град і по додатку 7 М_γ = 0,56, M_q = 3,24, М_с = 5,84.

Глибина закладення фундаменту від планувальної відмітки

d₁ = 174,450 - 171,850 = 2,6 м.

Усереднене значення питомої ваги ґрунту нижче підошви фундаменту

кН/м³. Те ж, вище підошви фундаменту: кН/м³.

кПа.

1,2R = 1,2 ∙ 323,485 = 388,182 кПа.

Так як р_ср = 212,7 кПа < R = 323,485 кПа і p_max = 329,37 кПа < 1,2R = 388,182 кПа, можливо трохи зменшити розміри підошви фундаменту в плані.

Тоді приймаємо велику сторону: l_f = 4,1 м і b_f = 2,9 м. А_f = 4,1∙ 2,9 = 11,89 м². Момент опору W_f = м³.

Тоді максимальний, мінімальний і середній тиск під підошвою фундаменту, з урахуванням ваги фундаменту та грунта на його уступах, буде складати:

G = 2,9∙ 4,1∙ 2,6∙ 20 = 618,28 кН, ΣN = 2680 + 618,28 = 3298,28 кН.

кПа. p_max = 277,4 + 126,7 = 404,1 кПа. Значення p_max на 4% перевищує 1,2R, що можна допустити.

Остаточно приймаємо l_f = 4,1 м і b_f = 2,9 м (рис. 6).

При b_f = 2,9 м значення розрахункового опору буде наступним:

кПа.

1,2R = 386,5 кПа. р_ср = 277,4 кПа < R = 322,08 кПа і p_max = 404,1 кПа > 1,2R = 386,5 кПа на 4,35%.

5. Визначення розмірів фундаменту і конструктивний розрахунок

Бетон класу В15 R_b = 8,5 МПа, арматура класу А400С, R_s = 400 МПа.

Обсяг бетону фундаменту

V_b = {[0,3(2,9·4,1+2,0·2,8) + 1,1·1,5·1,9] - 0,95·0,6·1,0}·1,02 = 7,976 8,0 м³.

Необхідну площу арматури плитної частини фундаменту визначаємо по напрямку дії моменту, тобто уздовж більшої сторони.

p’_max = 404,1∙1,2=484,92 кПа; p’_min = 150,7∙1,2 = 180,84 кПа, р_І = 436,716 кПа; р_ІІ = 388,5 кПа.

Середні напруги на ділянці: (див.рис.6)

Момент, що діє в перетині I – I:

кНм;

Момент, що діє в перетині II – II:

кНм.

Необхідну площу арматури визначаємо по двох перерізах:

см². см².

Приймаємо 15Ø20 А400С із загальною площею A_s = 47,13 см² і 21Ø12A400С із загальною площею A’_s = 23,751 см², крок стрижнів 200 мм (рис. 7).

Відходи арматури враховуються коефіцієнтом k = 1,05.

Витрата арматури для сітки С-1: G₂₀ = 4,05·15·3,142·1,05 = 200,42 200 кг, G₁₂ = 2,85·21·1,131·1,05 = 71,07 71 кг, ΣG_s = 200 + 71 = 271 кг.

Армування стінок підколонника

Знайдемо діючий момент.

Ексцентриситет м, l_c/2 = 0,45 м; l_c/6 = 0,15 м; l_c/2 > е₀ > l_c/6.

М_х = М^р + Q^р_x·h – 0,7N^рe₀. Q_x·h = 0; тоді М_х = 1233,6 – 0,7·3216·0,38 = 378,14 кНм.

Необхідна площа арматури:

см².

Приймаємо 4Ø10 А400С із загальною площею A_s = 3,14 см².

Витрата арматури: G₁₀ = (1,48·4+1,08·4+0,2·4)·0,617·7·1,05 = 50 кг.