4 расчет фундамента 1 Исходные данные

• Название: 4 расчет фундамента 1 Исходные данные
• Дата: 09.05.2022
• Размер: 222.34 Kb.
• Имя файла: ф-т 1,8х0,75х0,3.docx
• Тип: Документы; #519108

4 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА
4.1 Исходные данные

Рассчитать и сконструировать железобетонный фундамент под колонну

среднего ряда сечением 300 300 мм.

Глубина заложения фундамента Н₁ = 1,8 м

Класс бетона В30

R_b = 22,0 МПа = 2,2 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 = 0,24МПа = 240 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 = 732,13кН
4.2 Определение размеров подошвы фундамента

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

N₁ =732,13кН. 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 =732,13/1,15 = 636,63 кН,

Требуемая площадь фундамента:

A_f = N_n /R_o – γ_mf ∙ H₁ (4.2)

A_f = 636,63/240 – 20∙ 1,8 = 3,12 м²

Размеры стороны квадратного в плане фундамента

a= √A_f = √ 3,12 =1,77 м², (4.3)

принимаем размеры подошвы фундамента 1,8 х 1,8 м, A_f = 3,24 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 = 732,13/3,24 = 225,97 кН/м ²

h_{o min} = - [(0,3 + 0,3)/4] +[ 1/2 * √732,13/(0,9 * 0,12 +225,91)]= 0,75 м

Полная минимальная высота фундамента

H_{f min} = h_o+a_в (4.6)

где a_в = 4см - толщина защитного слоя бетона.

H_{f min} = 75 + 4 = 79 cм

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

H_f = 1,5 ∙ h_c + 25 = 1,5 ∙ 30 + 25 = 70 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 ∙ 1,6 + 5 = 53 см,

H_f >53 + 20 = 73 см

Принимаем высоту фундамента H_f = 75 см, число ступеней две. Высоту

ступеней назначаем из условия обеспечения бетона достаточной прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении. Расчётные сечения 2-2 по грани колонны, 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 (4.14) где : F = N₁ – A_o ∙ p_st =732,13-1,04*225,97=497,12 (4.15)
A_o = (h_c + 2h_o)² (4.16)
A_o – площадь основания пирамиды продавливания при квадратных в плане

колонне и фундаменте;
A_o = (30 + 2 ∙ 36)² = 10404 см² =1,04м²
u_m = 4 ∙ (h_c +h_o) (4.17) u_m – среднее арифметическое между параметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания
u_m = 4 ∙ (30 +36)=264 см
α = 1
тогда F=497,12≤1*0,12* 36* 264= 1140,48 кН

497,12≤ 1140,48кН

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 (4.18)
M₁ = 0,125 ∙ 225,97∙ (1,8 – 1,0)² ∙ 1,8 = 51,48 кН ∙ м
M₂ = 0,125 ∙ p_sf ∙ (a – h_c)² ∙ b (4.19)
M₂= 0,125 ∙225,97 ∙ (1,8 – 0,30)² ∙ 1,8 = 114,4 кН ∙ м
Подсчет потребного количества арматуры в разных сечениях фундамента в одном направлении:
А_s1 = M_Ι/0,9 ∙ h₀₁ ∙ R_s = 5148/0,9 * 36 *36,5 =4,35 см² (4.20)
А_s2 = M_ΙΙ/0,9 ∙ h₀₂ ∙ R_s = 11440/0,9 ∙ 71 ∙ 36,5 = 4,9 см² (4.21)

Принимаем сетку С5 из арматуры Ø 10 класса А- III шагом 100мм,

тогда 1800-100/100+1=18 стержней Ø 10класса А-III.
Площадь сечения одного стержня А=0,785 см²;
А_s = n ∙ А = 18∙ 0,785 = 14,13 см² (4.22)

Процент армирования:
μ = (Аs/h₀₂ ∙ b₁) ∙ 100% = (14,13/71 ∙ 100) ∙ 100% = 0,199 %, (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 Ø 8 мм класса А-І.