Определение высоты фундамента

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) продавливания =( +0,05)= 0,58 + 0,05 = 0,63 м;

2) заделки колонны в фундаменте:

= 1,5 + 0,25(м) = 1,5·0,4 + 0,25 = 0,85 м;

3) анкеровки сжатой арматуры колонны = + 0,25(м).

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением Rs на бетон, определяется по формуле:

,

где и – соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Ø28, = 6,15 ; Us = πd = 3,14·2,8 = 8,82см);

– расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки

=

где – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля = 2,5;

- коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

1,0 – при диаметре продольной арматуры ≤ 32 мм;

0,9 – при = 36 мм и = 40 мм.

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:

где и – площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (для нашего случая As,cаl = 18,4см2; As,ef = 24,6 см2);

α – коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля α =0,75. Тогда:

Кроме того, согласно требованиям, фактическую длину анкеровки необходимо принимать

≥ 0,3 = 0,3·117,11 = 35,133 см;

≥ 15 = 15·2,8 = 42 см;

Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки, т.е. = 65,7 см.

Следовательно, из условия анкеровки арматуры = 65,7 + 25 = 90,7 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 90 см и с высотой ступеней 30 см. При этом ширина первой ступени = 1,1 м, а второй =1,8 м.

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени = 30 – 5 = 25 см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армированияв наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие:

Q = pl ≤ = 0,5 .

Поперечная сила от давления грунта:

Q = pl = 0,5(а - - 2 )р,

где а - размер подошвы фундамента;

= 30 – 5 = 25 см;

р – давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины).

Q = 0,5(3,3 – 1,8 - 2·0,25) ·295 = 59 кН;

Q = 59 кН < = 0,5·0,9·1,15· ·0,25·1,0 = 129,4 кН – прочность обеспечена.

Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания. Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия (6.97 [3]):

F ≤ ,

где F − продавливающая сила, принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки, создаваемой реактивным отпором грунта, приложенным к подошве фундамента в пределах площади с размерами, превышающими размер площадки опирания (в данном случае второй ступени фундамента =1,8×1,8 м ) на величину во всех направлениях; – площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5 от границы площади приложения силы N с рабочей высотой сечения . В нашем случае = = 0,25 м.

Площадь определяется по формуле:

= U· ,

где U – периметр контура расчетного сечения (см. рис.12,а);

U = ( + 2·0,5 ) ·4 = (1,8 + 2·0,5·0,25) ·4 = 8,2 м.

Площадь расчётного поперечного сечения = 8,2·0,25 = 2,05 м2.

Продавливающая сила равна:

F=N-p· ,

здесь p =295 кН/м2, − реактивный отпор грунта,

− площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчётного поперечного сечения, равная:

=( +2·0,5· ) =(1,8+2·0,5·0,25) =4,2 м².

F=3211,95-295 4,2=1973 кН

Проверка условия (6.97) [3] показывает:

F=1973 кН < 0,9·1,15· ·2,05=2122 кН,

т.е. прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.

Рис.6.4. К расчету фундамента на продавливание: 1-расчетное поперечное сечение; 2-контур поперечного сечения; 3-контур площадки приложения нагрузки.