Условие прочности по наклонному сечению АС на действие изгибающего момента удовлетворяется.

Рис. 23 – Схема усилий в сечении АС при расчете на прочность на действие момента

VI РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА

Исходные данные:

Заглубление фундамента:

Согласно СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений" нормативная глубина промерзания определяется по формуле:

где  - коэффициент равный сумме отрицательных среднемесячных температур для Хабаровска, как наиболее близко расположенного к г. Мухен (Мухен отсутствует в табл.3 СНиП 23-01-99 Строительная климатология); d0=0,23 – величина, принимаемая для суглинков.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df определятся по формуле:

 - где kh=0,6 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. Принимаем глубину заложения фундамента Hз=1,2 м.

 Усредненная плотность фундамента и грунта на обрезах расчетное сопротивление грунта R=0,20 МПа; класс бетона В15; Rb=8,5 МПа; Rbt=0,75 МПа; Еb=20500 МПа. Класс арматуры А-II. Rs=280

МПа; Rsc=280 МПа.

Примечания:

1)

2)

3)Q(Nmin)=

 (Hф=1,05 м)

Нормативные усилия получены делением расчетных на усредненный коэффициент надежности по нагрузке

Рис.24 – Схема загружения фундамента

6.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА

6.1.1 Выбор типа фундамента

Фундамент проектируется симметричным, если отношение моментов разных знаков , а также если соблюдается условие  В расчете:

 Следовательно, фундамент симметричный.

6.1.2 Назначение размеров подошвы фундамента

Принимается отношение ширины подошвы фундамента к длине  Первоначально Далее (кратно 0,3 м).

Параметры:  

Длина подошвы:

Принимаем  (кратно 0,3 м).

Тогда площадь подошвы равна

Проверяем условие  Увеличим b до 2,4 м. Тогда отношение  Площадь подошвы равна

6.1.3 Проверка напряжений под подошвой фундамента

I сочетание: N=582,51 кН; M=232,77 кНм;

II сочетание: N=921,37 кН; M=227,86 кНм;

III сочетание: N=526,30 кН; M=227,86 кНм;

Проверка среднего давления:

Условие выполняется с большим запасом, поэтому изменяем размеры подошвы до 2,4 х 3,6 м. Площадь подошвы равна

I сочетание: N=582,51 кН; M=232,77 кНм;

II сочетание: N=921,37 кН; M=227,86 кНм;

III сочетание: N=526,30 кН; M=227,86 кНм;

Проверка среднего давления:

6.2 Назначение размеров подколонника

Конструктивные требования: толщина стенки стакана dc принимается  кроме этого, в плоскости изгиба при   при  

 В нашем случае

 Принимаем (в плоскости М) dc=15 см.  Тогда

Принимаем hп=1,20 м (кратно 0,3 м).рр

Принимаем из плоскости момента dc=0,15 м, тогда ширина сечения подколонника:

Принимаем bп=0,9 м (кратно 0,3 м).

Рис.25 – Схема подколонника.

Глубина стакана hc определяется из двух условий:

1. Глубина стакана должна быть не менее:

при  (0,44 м<1,4 м) большего размера сечения колонны плюс 5 сантиметров:

2. Глубина заделки колонны в стакане должна удовлетворять требованию заделки рабочей арматуры колонны:

Из условий анкеровки арматуры:

где

но не менее и

Принимаем большую глубину стакана: hc=0,75 м.

6.3 Определение максимальных краевых напряжений на грунт от расчетных нагрузок

Краевые напряжения на грунт определяются по формуле:

6.4 Определение высоты плитной части фундамента

Высота плитной части фундамента НПЛ определяется из условия продавливания. При этом возможно два случая:

а) продавливание происходит от подколонника, что возможно при

где Нп – высота подколонника;

б) продавливание от дна стакана, что возможно при

Так как пока в расчете высота подколонника Нп неизвестна, предполагаем второй случай расчета.  

Требуемая рабочая высота плитной части фундамента Н0 определяется по формуле:

где  Pгр=0,16 МПа.

Вместо bn и hn подставляются размеры колонны bcol+0,1=0,5 м и hcol+0,1=0,8 м.

Высота плитной части должна быть не менее:

 (модуль 0,3 м).

Принимаем двухступенчатую плиту с высотой нижней ступени 0,45 м и верхней – 0,3 м.

НПЛ=0,75 м, H0=0,75-0,05=0,70 м.

Проверяем случай расчета:

где

Так как м, имеет место второй случай (продавливание от дна стакана).

6.5 Расчет высоты и вылета нижней ступени

Высота нижней ступени h1 проверяется расчетом на продавливание, а наибольшая величина с1max устанавливается расчетом на поперечную силу при отсутствии поперечной арматуры.

Расчет на продавливание производится на действие только расчетной продольной силы Nc, действующей в уровне торца колонны:

на продавливание фундамента колонной от дна стакана;

на раскалывание фундамента колонной.

Расчетная продольная сила Nc, действующая в уровне торца колонны, определяется из условия

Nc=

где  - коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N на плитную часть фундамента через стенки стакана и принимаемый равным  но не менее 0,85,

 - площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента.

 принимаем

Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана при действии продольной силы Nc производится из условия

,

где А0 – площадь многоугольника abсdeg (см. рис.26), равная

h0,p – рабочая высота пирамиды продавливания от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры;

bp, lp – размеры по низу меньшей и большей сторон стакана.

bp=0,50 м, lp=0,80 м.

Рис. 26 – Схема образования пирамиды продавливания в стаканном фундаменте от действия только продольной силы

Проверка фундамента по прочности на продавливание:

 - условие не выполняется, увеличим высоту нижней ступени до 60 см.

Пересчитаем усилия, действующие в подошве фундамента.

Таблица 9 –

Сочетание усилий

 (Hф=1,20 м)

Нормативные усилия получены делением расчетных на усредненный коэффициент надежности по нагрузке

Проверка напряжений под подошвой фундамента

I сочетание: N=582,51 кН; M=237,26 кНм;

II сочетание: N=921,37 кН; M=229,87 кНм;

III сочетание: N=526,30 кН; M=238,00 кНм;

Проверка среднего давления:

Краевые напряжения на грунт определяются по формуле:

Проверка фундамента по прочности на продавливание:

 - условие выполняется.

 Рис. 26 – Схема образования пирамиды продавливания в стаканном фундаменте от действия только продольной силы

Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы Nc производится из условия:

при             

при           

 - коэффициент трения бетона по бетону, принимаемый равным 0,75;

 - коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом и принимаемый равным 1,3;

Аl, Ab – площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечения колонны параллельно соответственно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади стакана фундамента (рис.27)

 следовательно

 - условие выполняется.

Рис.27 – Площади вертикальных сечений Аl и Аb при раскалывании стаканного фундамента от действия только продольной силы

Максимальный вылет нижней ступени С1max  определяем при условии отсутствия поперечной арматуры на ширину b=1 м по формуле:

 - проверка выполняется.

Рис.28 – К расчету высоты и вылета нижней ступени фундамента

6.6 Расчет арматуры подошвы фундамента

Расчет арматуры подошвы фундамента производится из условия изгиба плиты под воздействием реактивного давления грунта в двух направлениях: в плоскости рамы и из плоскости рамы (рис. 29).

1. В плоскости рамы:

Рис.29 – Расчетная схема работы плиты на изгиб (ступенчатая консоль)

 Pгр=0,174 МПа;

Изгибающий момент на один метр ширины фундамента:

Требуемая площадь арматуры на 1 метр ширины фундамента в сечении 1-1:

В сечении 2-2:

В сечении 3-3:

Шаг стержней принимается равным 250 мм. Принимаем по большему значению 4Æ14 A-II с As=6,16 см2/м.

2. Из плоскости рамы на 1 погонный метр

Площадь арматуры на 1 погонный метр длины фундамента:

В сечении 1’-1’:

В сечении 2’-2’:

В сечении 3’-3’:

Шаг стержней принимается равным 200 мм. Принимаем по большему значению 4Æ10 A-II с As=3,14 см2/м (минимальный диаметр).

Таким образом, принята сварная сетка с размерами ячеек 250х200 мм из стержней Æ14 А-II, расположенных вдоль длинной стороны плиты фундамента, и из стержней Æ10 А-II, расположенных вдоль короткой стороны.

Так как диаметр арматуры класса А-II сетки не превышает 22 мм, в соответствии с п.5.26 пособия к СНиП 2.03.01 – 84* Бетонные и железобетонные конструкции проверку ширины раскрытия трещин в плитной части фундамента производить не требуется.

6.7 Расчет подколонника

Так как высота подколонника составляет 30 см, достаточно только поперечное армирование.

Поперечная арматура устанавливается конструктивно. Расстояние между горизонтальными сетками – 10 см, диаметр стержней – 10 мм.

Рис.30 – Горизонтальная арматура подколонника

Список литературы:

1. Гуревич Я.И., Танаев В.А. Расчет железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. – 72 с.: ил.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.

3. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции/Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 76 с.

4. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия/ Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 44 с.

5. Карты районирования территории СССР по климатическим характеристикам: Приложение 5 обязательное к СНиП 2.01.07-85*/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – с.7.

6. Пособие к проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) Ленпромстройпроект Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 112 с.

7. Пособие по проектированию основания зданий и сооружений (К СНиП 2.02.01-83)/НИИОСП им. Герсеванова – М.: Стройиздат, 1986. – 415 с.

8. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений/Минстрой России – М.: ГП WGG? 1996.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6