Расчет тела фундамента и подбор количества арматуры

Задача: Рассчитать фундамент по материалу под железобетонную колонну гражданского здания.

Дано: Нагрузка на фундамент с учетом коэффициента надежности по ответственности N=535,52 кН. Глубина заложения фундамента d₁=1,35 м, размеры подошвы фундамента 1,3х1,3 м. Размер сечения колонны b_ch_c = 300х300 мм. Конструкция фундамента рис. 23.

Ход работы

Определяем давление под подошвой фундамента:

· площадь фундамента

· давление

Определяем расчетное сечение фундамента. Рассчитываем сечение, проходящее по краю колонны (1-1) см. рис. 23.

Задаемся защитным слоем бетона a_b = 3,0 см (сборный фундамент) и принимаем расстояние от подошвы фундамента до центра тяжести арматуры a = 4,0 см; находим рабочую высоту фундамента

Принимаем: класс прочности бетона В20; коэффициент условия работы бетона γ_b2=1,0; класс арматуры А-III; R_b = 11,5 МПа, R_bt = 0,90 МПа, R_s = 365 МПа (СП 63.13330.2012).

Поперечная сила в рассчитываемом сечении:

Изгибающий момент в сечении 1-1

Требуемая площадь арматуры фундамента в сечении 1-1

Принимаем арматуру (в арматурных сетках фундамента рекомендуется назначать шаги стержней арматуры S=100, 150, 200 мм): задаемся шагом стержней арматуры S=200 мм, определяем количество стержней, расположенных в одном направлении арматурной сетки:

принимаем (по сортаменту арматуры) диаметр арматуры 7ø10, А-III; A_s = 5,5 см², что больше, чем требуется по расчету, но соответствует рекомендуемому минимальному диаметру арматуры для арматурных сеток фундамента; конструируем арматурную сетку фундамента (рис. 24).

Проверяем фундамент на продавливание; определяем стороны основания пирамиды продавливания (рис. 25).

Так как размеры нижнего основания пирамиды продавливания больше размеров подошвы фундамента, значит, пирамида продавливания выходит за пределы фундамента, при этом прочность на продавливание считается обеспеченной.

Определение несущей способности висячей сваи

Задача: Назначить длину свай и определить их шаг в ростверке под кирпичную стену.

Дано: Нагрузка на один погонный метр ростверка N₁ = 350 кН/м. Сваи забивные, железобетонные, сечением 300х300 мм. Грунтовые условия и размеры сечения ростверка изображены на рис. 26.

Ход работы

При расчете свайных фундаментов учитываем нагрузку от веса ростверка:

Итого нагрузка на сваи:

С учетом коэффициента надежности по ответственности γ_n = 0,95:

Назначаем несущим слоем супесь. В несущий слой свая должна заглубляться не менее чем на 1 м. Принимаем забивные сваи l=8 м, с центральным армированием ствола, сечением 300х300 мм. Голова свай заделывается в ростверк на 50 мм. Так как нижний конец свай опирается на сжимаемые грунты – сваи висячие.

Определяем расстояние от планировочной поверхности грунта до острия сваи: z = 8,5 м; по СП 24.13330.2011 находим значение расчетного сопротивления грунта острию сваи R=3400 кПа (значение принимаем с интерполяцией).

Платы грунта, с которым соприкасается боковая поверхность сваи и имеющие высоту более 2 м, разбиваем на слои высотой не более 2 м. Получаем пять слоев (рис. 26) высотой: h₁ = 2,0 м; h₂ = 1,95 м; h₃ = 2,0 м; h₄ = 2,0 м; h₅ = 1,5 м.

Определяем расстояние от планировочной поверхности до середины каждого слоя грунта: z₁ = 1,55 м; z₂ = 3,52 м; z₃ = 5,5 м; z₄ = 6,75 м; z₅ = 7,75 м.

По СП 24.13330.2011 находим значения сопротивления по боковой поверхности для каждого слоя грунта: f₁ = 4,55 кПа; f₂ = 7,52 кПа; f₃ = 30,0 кПа; f₄ = 31,75 кПа; f₅ = 43,75 кПа.

Устанавливаем по СП 24.13330.2011 значения коэффициентов: γ_сRf = 1,0; γ_сf = 1,0; ; γ_с = 1,0.

Площадь сваи А = 0,09 м²; периметр сечения сваи и=1,2 м.

Несущая способность сваи:

Определяем нагрузку, которую может выдержать свая с учетом коэффициента надежности γ_k = 1,4, так как несущая способность сваи определена расчетом:

несущая способность висячих свай по грунту обычно меньше несущей способности свай по материалу, поэтому:

Определяем шаг свай, приняв однорядное расположение свай в ростверке,

для висячих свай минимальный шаг свай определяется по формуле:

требуемый шаг свай больше минимально допустимого расстояния между осями свай.

Устанавливаем сваи в один ряд с шагом

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Сетков В.И., Сербин. Е.П. Строительные конструкции. Расчет и проектирование: Учебник.-3-е изд., доп. и испр.-М.:ИНФРА-М,2012.

2. Долгун А.И., Меленцова Т.Б. Строительные конструкции: учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования –М.: Издательский центр «Академия», 2012.

3. СП 20.13330.2011. Свод правил по проектированию и строительству. Нагрузки и воздействия (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*).

4. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

5. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Госстрой России.

6. СП 64. 13330.2011 Свод правил по проектированию и строительству. Деревянные конструкции (актуализированная редакция СНиП II-5-80*).

7. СП 64. 13330.2011 Каменные и армокаменные конструкции (актуализированная редакция СНиП II-22-81*).

8. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

9. СП 52-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Предварительно напряженные железобетонные.

10. СП 50-101-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. Госстрой России.

11. СП 50-102-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство свайных фундаментов. Госстрой России.

12. СП 53-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Стальные конструкции.

13. ГОСТ Р 21.1101-2013. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации.

14. Типовые серии 1.041-1; 1.020-1/83 вып.1-1,2-1,2-2,2-15; 1.141-1

15. ГОСТ 13580-85 Плиты железобетонные ленточных фундаментов.

16. Интернет-ресурсы.