смпап. Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания

• Название: Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания
• Анкор: смпап
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 4.21 Mb.
• Имя файла: ZhBK_Lotova_Ekaterina_gr_12-S-4_01_03_2021_1.docx
• Тип: Курсовой проект; #503038
• страница: 13 из 14

Глава 5. Расчет фундамента под сборную колонну

Проектируем под сборную колонну монолитный фундамент стаканного типа. Фундамент рассчитываем как центрально-нагруженный.

5.1 Назначение классов бетона и арматуры

Проектируем фундамент из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В20 со следующими характеристиками:

• 
  R_b = 11,5 МПа, R_bt = 0,9 МПа (табл. 6.8 [3]),
  
• 
  R_b,ser = 15,0 МПа, R_bt,ser = 1,35 МПа (табл. 6.7 [3]),
  
• 
  E_b = 27500 МПа (табл. 6.11 [3]).
  

В качестве рабочей арматуры сеток плитной части фундамента используем стержневую арматуру класса А500С с расчетным сопротивлением R_s = 435 МПа (табл. 6.14 [3])

В соответствии с п. 6.2.12 [3] значение модуля упругости для арматуры класса А (А500С) принимается равным Е_s = 200000 МПа.

5.2 Сбор нагрузок. Определение размеров подошвы фундамента

Согласно п. 6.1.12 [3] определяем коэффициент условий работы бетона _b1, который зависит от соотношения усилия от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок (см. п. 4.2 расчета колонны)

, следовательно, коэффициент условий работы _b1 = 1,0.

Нормативная нагрузка от собственного веса колонны

где _n – коэффициент надежности по ответственности сооружений, _n = 1,0 для расчетов по предельным состояниям второй группы п. 10.3 [6];  – удельный вес, принимаемый равным 25 кН/м³ для железобетона; b_c и h_c – размеры сечения колонны; n – число перекрытий, с которых нагрузка передается на колонну (n = 3).

Определяем нагрузку на фундамент при расчете по предельным состояниям второй группы.

где qⁿ – полная нормативная нагрузка на 1 погонный метр ригеля (см. п. 3.2); l_риг = l_ср – средний расчетный пролет неразрезного ригеля (если неразрезной ригель имеет 3 пролетаl_риг = 0,5 · (l_кр + l_ср)).

Необходимая площадь подошвы фундамента под колонну находится из нормативных нагрузок, так как определение площади фундамента связано с их осадками, что относится к предельным состояниям второй группы [17]

где R – расчетное сопротивление грунта основания (по заданию) R = 0,2 МПа; H – глубина заложения фундамента, принимаем равной 1,5 м; _m – усредненный объемный вес фундамента и грунта на его обрезах _m = 20 кН/м³.

Размеры сторон квадратного в плане фундамента

Полученную величину округляем в большую сторону кратно 0,3 м. Принимаем В = 2,7 м.

Реактивное давление грунта на подошву фундамента от расчетных нагрузок, если принять распределение его по подошве равномерным, будет

Условие выполняется.

5.3 Определение высоты фундамента

Расчетная высота сечения фундамента из условия обеспечения его прочности против продавливания колонной с размерами 400×400 мм определяется из формулы (8.87) п. 8.1.47 [3]:

где u – периметр контура расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h₀₁ от границы площади приложения сосредоточенной силы N (колонны) с рабочей высотой сечения h₀₁.

Полная высота фундамента стаканного типа с толщиной защитного слоя бетона 40 мм при наличии бетонной подготовки в основании (табл. 10.1 п. 10.3.2 [3]) и предполагаемом диаметре стержней арматуры d = 20 мм

где 1,5d учитывает расположение рабочей арматуры в сетке в двух направлениях, таким образом, рабочая высота принимается от центра тяжести верхней арматуры сетки до обреза фундамента.

Необходимая высота фундамента из условия обеспечения заделки колонны в стакане фундамента в соответствии с п. 7.2.14 [1]

где 250 мм – толщина дна стакана фундамента (200 мм) с учетом подливки под колонну 50 мм.
Необходимая высота фундамента из условия обеспечения анкеровки продольной арматуры колонны в стакане фундамента при диаметре стержней 20 мм (см. п. 4.3) в соответствии с п. 7.2.14 [1]

где – длина анкеровки продольного стержня колонны, диаметром 20 мм, определяемая в соответствии с п. 10.3.25 [3].

Определяем расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном (10.2) [3]

где η₁ – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным 2,5 для горячекатаной арматуры периодического профиля (класса А500С); η₂ – коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным 1,0 при диаметре продольной арматуры d_s ≤ 32 мм (диаметр продольной арматуры 20 мм).

Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления R_s на бетон, определяем по формуле (10.1) [3]

где A_s и u_s – соответственно площадь поперечного сечения одного анкеруемого стержня и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня.

Анкеруемый арматурный стержень колонны диаметром 20 мм, площадью поперечного сечения A_s = 314 мм², периметром u_s = π · d = π · 20 = 62,8 мм.

Для ненапрягаемой арматуры при анкеровке стрежней периодического профиля с прямыми концами без дополнительных анкерующих устройств для сжатых стрежней принимают α = 0,75.

Определяем длину анкеровки по формуле (3.74) [8] (или (10.3) [3])

где =1 (см. п. 4.3)

В любом случае фактическая длина анкеровки принимается

Принимаем .

Высоту фундамента определяет условие обеспечения анкеровки продольной арматуры колонны, где требуемая высота . В соответствии с приложением 4 принимаем трехступенчатый фундамент высотой h_ф = 1050 мм, со ступенями высотой h₁ = 300 мм, h₂ = 300 мм, h₃ = 450 мм (рис. 23).

Расчетная высота фундамента
Рис. 23 - Расчетная схема фундамента