6.3 Расчёт на продавливание

Приняв подошву фундамента квадратной формы с уже известными размерами сторон, остальные размеры фундамента получим геометрическим построением.

Нормативная нагрузка от массы фундамента и грунта на его обрезах определяется по формуле:

G_ser = abdg_cp = 1,81,81,6521,5 = 114,93 кН.

Расчетная нагрузка от тех же воздействий:

G = G_ser_f = 114,931,1 = 126,4 кН.

Момент в месте заделки колонны в фундамент: М=22,52 кНм;

M_ser = 22,52/1,2 = 18,77 кНм.

Расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент:

N = 1816 кН, N_ser = 1816/1,2 = 1513 kH .

Эксцентриситет равнодействующей всех расчетных нагрузок для предельных состояний первой группы, приложенных к подошве фундамента, составит:

Определяем краевые давления фундамента на основание:

Принятые размеры подошвы фундамента: a = 2,1 м и b = 2,1 м соответствуют заданным условиям.

6.5 Расчёт фундамента по изгибающему моменту

Вычисляем величину изгибающего момента:

Вычисляем требуемую величину поперечного сечения рабочей продольной арматуры:

Принимаем 1110 класса A – III (А400) c А_S = 863,5 мм²

В перпендикулярном направлении (по ширине основания фундамента) арматуру определяем аналогично, как по длине основания фундамента

Принимаем 1110 класса A – III (А400) c А_S = 863,5 мм²

6.6 Расчёт стакана фундамента

Минимальная высота фундамента по конструктивным соображениям: H_min = 1+0,25 = 1,25 м.

Принятая высота фундамента:

H = h_c + h_k = 0,9+0,6 = 1,5 м – достаточна.

Назначаем размеры стаканной части фундамента, приняв толщину стенки стакана поверху 200 мм, а расстояние от грани колонны внутренней стенки стакана 50 мм:

а_с = 400+2200+250 = 900 мм;

b_с = а_с = 900 мм

Вынос плиты в направлениях a_f и b_f соответственно равен:

С_а = (a_f – а_с)/2 = (3300 – 900)/2 = 1200 мм

С_b = (b_f – b_с)/2 = (3000 – 900)/2 = 1050 мм

Площадь поперечного сечения продольной арматуры определяют из расчета стенок стакана на внецентренное сжатие нормального сечения, проходящего по торцу колонны.

Эксцентриситет

е₀ = (M + Q)/(N + G) = 0,013 м < h/6 = 0,4/6 = 0,067 м, следовательно, в нашем случае поперечная арматура стенки стакана расчетом не определяется, а устанавливается конструктивно.

Минимальная площадь сечения продольной арматуры:

А_S = 0,0005(900900 – 400600) = 290мм².

Принимаем 510 (А400) класса A– III c А_S = 393 мм².

Поперечное армирование принимаем в виде горизонтальных сеток с расположением стержней у внутренней поверхности стакана.

6.7 Проверка фундамента по образованию трещин

Арматура класса A – III (А400) c А_S = 863,5 мм².

N_ser – расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент,

N_ser =1513кН,

M_ser – изгибающий момент от длительно действующей нагрузки, передающейся от колонн на фундамент, M_ser = 20,27 кНм.

Определяем геометрические характеристики приведенного сечения.

Коэффициент приведения

 = E_S/E_b = 2010⁴/20,510³ = 8,3.

Приведенное поперечное сечение тавровой формы имеет следующие параметры (мм):

b = 900 b_f^’ = 3300

h = 600 h_f^’ = 300

a = 35 h₀ = 550

Приведенная площадь сечения бетона:

A_red = A + A_s = (b_f^’ – b)h_f^’ + bh + A_s = 1,19 м².

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани ребра составляет:

S_red = S + S_s = b_f^’h_f^’ (h – h_f^’ /2)+ b(h – h_f^’ )²/2 + A_sh₀ = 0,456 м³.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани:

Y = S_red / A_red = 0,38 м.

Момент инерции приведенного сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения, без учетов моментов инерции стержней арматуры относительно своей оси:

I_red = I + I_s = b_f^’h_f³ /12 + b_f^’h_f^’/(h – h_f^’ /2 – y)² + b(h – h_f^’ )³/12 + b(h – h_f^’)( h – h_f^’/2 – y)² + +A_s(h₀ – y)² =0,014м⁴.

Согласно [2, табл.2] расчет конструкций, к трещиностойкости которых предъявляется третья категория требований, выполняем на воздействие нормативных нагрузок.

Определяем величину W_{0 =}0,1м³.

Для сечения с полкой (уширением), расположенной в растянутой зоне, принимают  = 1,5.

Определяем W_pl = W_red ,

где коэффициентом  учитывают влияние неупругих деформаций бетона растянутой зоны в зависимости от формы сечения:

W_pl = 0,1 м³.

Момент внешних сил вычисляется от действия реактивного давления грунта, используя предыдущий расчет по прочности при подборе сечения арматуры: М_ser = _serb_f(b – h_f)²/8 = 415,6 кНм.

Определяем момент трещинобразования М_crc= R_{bt ser}W_pl = 140 кНм.

Так как М_crc=140 кНм < M_r = М_ser = 415,6 кНм, то трещины не образуются.