Нагруженного фундамента под колонну
Решение:Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим усилия и
на уровне подошвы фундамента для комбинации усилий с максимальным эксцентриситетом с учётом нагрузки от ограждающих конструкций.
Наиболее неблагоприятной комбинацией для предварительного определения размеров подошвы фундамента по условию максимального эксцентриситета является первая комбинация усилий. В этом случае получим следующие значения усилий на уровне подошвы фундамента:
кН;
кН.
мм = 0,52 м.
=1563,95+77,42=1641,37 кН;
кНм;
м.
Определим предварительные размеры подошвы фундамента с учетом эксцентриситета продольной силы воспользуемся:
;
м;
м.
Принимаем предварительно размеры подошвы фундамента м и
м. Уточняем расчетное сопротивление песчаного грунта основания:
кПа.
принят для песчаных грунтов.
Определим усилия на уровне подошвы фундамента принятых размеров от нормативных нагрузок и соответствующие им краевые давления на грунт по формулам:
;
,
где - для класса ответственности здания I;
м2;
м3 .
Результаты вычислений усилий, краевых и средних давлений на грунт основания приведены
в табл.
Комбинация усилий от колонны | Усилия | Давления, кПа | |||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
Первая | 2141б17 | 425,203 | 144,1076 | 292,8658 | 218,4867 |
Вторая | 2141,17 | -344,6871 | 278,7815 | 158,1919 | 218,4867 |
Третья | 2775,03 | 300,5629 | 230,59 | 335,7426 | 283,1663 |
Так как вычисленные значения давлений на грунт основания
кПа < 1,2R=370,8 кПа,
кПа < 0,8R = 247,2кПа
и кПа < R = 309 кПа, то предварительно назначенные размеры подошвы фундамента удовлетворяют предъявляемым требованиям по деформациям основаниям основания и отсутствию отрыва части фундамента от грунта при крановых нагрузках таким образом оставляем окончательно размеры подошвы фундамента
м и
м.
Расчет на продавливание ступеней фундамента не выполняем, так как размеры их входят в объем пирамиды продавливания.
Для расчета арматуры в подошве фундамента определяем реактивное давление грунта основания при действии наиболее неблагоприятной комбинации расчетных усилий (третьей) без учета собственного веса фундамента и грунта на его обрезах. Находим соответствующие усилия на уровне подошвы фундамента:
кН;
кНм
Тогда реактивные давления грунта будут равны:
кПа;
кПа;
кПа;
кПа;
кПа.
Расчетные изгибающие моменты в сечениях 2-2 вычисляем по формуле:
кНм;
кНм.
Требуемое по расчету сечение арматуры составит:
мм2;
мм2;
Принимаем диаметр 12 арматуры для фундамента для основного шага стержней в сетке 200 мм на ширине м будем иметь в сечении 2-2 15 диаметром 12 A-III, As = 1696,5 мм2 > 871 мм2. Процент армирования будет равен
.
Расчет рабочей арматуры сетки плиты фундамента в направлении короткой стороны выполняем на действии среднего реактивного давления грунта кПа, соответственно получим:
кНм;
мм2 .
По конструктивным требованиям принимаем минимальное армирование Ø 10 A-III, c шагом 200 мм ( мм2
).
Расчет продольной арматуры подколонника выполняем в ослабленном коробчатом сечении 4-4 в плоскости заделки колонны и на уровне низа подколонника в сечении 5-5.
Сечение 4-4. Размеры коробчатого сечения стаканной части фундамента преобразуем к эквивалентному двутавровому с размерами, мм: ;
;
;
;
;
.
Вычислим усилия в сечении 4-4 от второй комбинации усилий в колонне с максимальным изгибающим моментом:
кН
кНм.
Эксцентриситет продольной силы будет равен
мм >
мм.
Находим эксцентриситет силы N относительно центра тяжести растянутой арматуры:
Проверяем положение нулевой линии. Так как:
кН
кН,
то указанная линия проходит в полке и сечение следует рассчитывать как прямоугольное с шириной мм.
Вычисляем коэффициенты:
;
;
.
Требуемую площадь сечения продольной арматуры вычислим по формуле:
мм2
Армирование назначаем в соответствии с конструктивными требованиями в количестве не менее 0,05℅ площади подколонника
мм2.
Принимаем (5 Ø 16 A-I )
В сечении 5-5 по аналогичному расчету принято конструктивное армирование.
Поперечное армирование стакана фундамента определяем по расчету на действие максимального изгибающего момента. Вычисляем эксцентриситет продольной силы в колонне от второй комбинации усилий
м.
Так как , то момент внешних сил в наклонном сечении 6-6 вычисляем по формуле:
кНм.
Тогда площадь сечения одного стержня поперечной арматуры стакана фундамента равна:
мм2.
Принимаем As = 78,5 мм2 (Ø 10 A-I ).
Список литературы:
1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1985.
2. СНиП 2.03.01.—84. Бетонные и железобетонные конструкции.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84).—М.:ЦИТП, 1986.
4. Пособие по проектированию предварительного напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84).Часть I.—М.:ЦИТП, 1986.
5. Пособие по проектированию предварительного напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84).Часть II.—М.:ЦИТП, 1986.
6. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
7. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.
8. Бородачев Н.А. Программная система для автоматизированного обучения по дисциплине по дисциплине "Железобетонные и каменные конструкции" АОС—ЖБК.СамАСИ,1990.