4 расчет фундамента 1 Исходные данные

• Название: 4 расчет фундамента 1 Исходные данные
• Дата: 09.05.2022
• Размер: 274.12 Kb.
• Имя файла: ф-т 2,4х0,95х0,4.docx
• Тип: Документы; #519109

4 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА
4.1 Исходные данные

Рассчитать и сконструировать железобетонный фундамент под колонну

среднего ряда сечением 400 400 мм.

Глубина заложения фундамента Н₁ = 1,8 м

Класс бетона В30

R_b = 17,0 МПа = 1,7 кН/см²

R_bt = 1,2 МПа = 0,12 кН/см²

Класс арматуры А-III

R_s = R_sc =365 МПа = 36,5 кН/см²

Расчётное сопротивление грунта R₀ = 0,26МПа = 260 кН/м²

Средний удельный вес материала фундамента и грунта на уступах:

γ_mf = 20 кН/м³ (усредненный вес грунта и фундамента)

γ_в2 = 0,9

γ_n = 0,95

Нагрузка на фундамент с учетом γ_n = 0,95

N₁ = 757,91кН
4.2 Определение размеров подошвы фундамента

Расчётная нагрузка на фундамент от колонны этажа с учётом γ_n = 0,95

N₁ =757,91кН. Сечение колонны 30x30см. Определяем нормативную нагрузку на фундамент:

N_n = N₁/ γ_f (4.1)

где γ_f =1,15 - средний коэффициент надежности

N_n =757,91/1,15 = 659,05 кН,

Требуемая площадь фундамента:

A_f = N_n /R_o – γ_mf ∙ H₁ (4.2)

A_f = 659,05/260 – 20∙ 1,8 = 2,94 м²

Размеры стороны квадратного в плане фундамента

a= √A_f = √ 2,94 =1,71 м², (4.3)

принимаем размеры подошвы фундамента 2,4 х2,4 м, A_f = 5,76 м²

4.3 Определение высоты фундамента

Вычисляем наименьшую высоту фундамента из условия продавливания

его колонной по поверхности пирамиды, при действии расчетной нагрузки:

h_{o min} = - [(h_c + b_c)/4]+ [1/2 ∙ √N₁/0,9 ∙ R_bt + p_sf ] (4.4)

p_sf = N₁/A_f (4.5)

где p_sf - напряжение в основании фундамента от расчетной нагрузки

p_sf = 757,91/ 5,76 = 131,58 кН/м ²

h_{o min} = - [(0,4 + 0,4/4] +[ 1/2 * √757,91/(0,9 *0,12 + 131,58)]= 51 см

Полная минимальная высота фундамента

H_{f min} = h_o+a_в (4.6)

где a_в = 4см - толщина защитного слоя бетона.

H_{f min} = 51 + 4 = 55 cм

Высота фундамента из условий заделки колонны в зависимости от размеров ее сечения

H_f = 1,5 ∙ h_c + 25 = 1,5 ∙ 40 + 25 = 85 см (4.7)

Из конструктивных соображений, учитывая необходимость надежно заанкерить стержни продольной арматуры при жесткой заделке колонны в фундаменте, высоту фундамента рекомендуется также принимать равной не менее

H_f ≥ h_gf + 20 см (4.8)

где h_gf – глубина стакана фундамента равная

h_gf=30d₁+ δ (4.9)

где d₁ – диаметр продольных стержней колонны;

δ = 5 см – зазор между торцом колонны и дном стакана

h_gf = 30 ∙ 2,2 + 5 = 71 см,

H_f >71 + 20 = 91 см

Принимаем высоту фундамента H_f = 95 см, число ступеней три. Высоту ступеней назначаем из условия обеспечения бетона достаточной прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении. Расчётные сечения 3-3 по грани колонны,2-2 по верхней ступени и 1-1 по нижней границе пирамиды продавливания.

4.4 Проверка прочности фундамента на продавливание

Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями, проведенными под 45° к боковым граням колонны

F ≤ α ∙ R_bt ∙ h_o ∙ u_m (4.10)

Где: F = N₁ – A_ofp ∙ p_st (4.11)

F – прочность фундамента на продавливание

A_ofp = (h_c + 2h_o)² (4.12)

A_ofp – площадь основания пирамиды продавливания при квадратных в плане колонне и фундаменте;

A_ofp = (40 + 2 ∙ 91 )² = 49284 см² = 4,93м²

F=757,91-131,58 * 4,93 = 109,22 кН

u_m = 4 ∙ (h_c +h_o) (4.13)

u_m – среднее арифметическое между параметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания

u_m = 4 ∙ (40 + 91 )= 524 см

α = 0,9

тогда F = 109,22кН < 1∙ 0,09 ∙ 91 ∙ 524 = 4291,56 кН, условие против продавливания удовлетворяется.



4.5 Подбор арматуры

При подсчете арматуры фундамента за расчетное принимаем изгибающие моменты по сечениям соответствующим расположению уступов фундамента, как для консоли с защемленным концом.

M₁ = 0,125 ∙ p_sf ∙ (a – a₁)² ∙ b (4.14)

M₁ = 0,125* 131,58 * (2,4-1,6)²* 2,4 = 25,26 кН ∙ м (4.15)

M₂ = 0,125*131,58 * (2,4-1,0)²*2,4 = 77,37 кН ∙ м (4.16)

M₃ = 0,125 ∙ p_sf ∙ (a – h_c)² ∙ b (4.17)

M₃= 0,125* 131,58*(2,4 – 0,4)² ∙ 2,4 = 157,9 кН ∙ м (4.18)

Подсчет потребного количества арматуры в разных сечениях фундамента в

одном направлении:

А_s1 = M₁/0,9 ∙ h₀₁ ∙ R_s = 2526/0,9 *31 * 36,5 = 2,48 см² (4.19)

А_s2 = M₁₁/0,9 ∙ h₀₂ ∙ R_s =7737 /0,9 ∙ 61 * 36,5 = 3,86 см² (4.20)

А_s3 = M₁₁₁/0,9 ∙ h₀₂ ∙ R_s = 15790/0,9 * 91*36,5 = 5,28 см (4.21)

Принимаем нестандартную С5 из арматуры Ø 10 класса А- III шагом 100мм, количество стержней:

n=(A – 10/S)+1

где A-длина подушки фундамента

S- шаг арматуры

n=(2400– 10/100)+1 = 24, диаметром Ø 10 класса А- II
А_s1 = 0,785 см²

А_s = n ∙ А_s1 = 24 *0,785 = 23,215 см² (4.22)

Процент армирования:

μ = (Аs/h₀₂ ∙ b₁) ∙ 100% = (23,215/9 ∙ 104) ∙ 100% = 0,25 %, (4.23)

что больше μ_min = 0,1 % установленного нормами.

Верхнюю ступень армируют конструктивно горизонтальными сетками С-6 из арматуры Ø 8 класса А-І, устанавливаемыми через 150 мм по высоте; расположение сеток фиксируют вертикальными стержнями диаметром Ø 8 класса А-І.