Проектирование фундамента

Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 300·300 мм с расчетным усилием в заделке N = 2017 кН.

Для определения размеров подошвы фундамента вычислим нормативное усилие от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке g_f =1,15; N_n = N/ g_f =2017/1,15 =1754 кН. По заданию грунт основания имеет условное расчетное сопротивление R₀ = 0,28 МПа, а глубина заложения фундамента равна H_f = 1,4 м.

Фундамент должен проектироваться из тяжелого бетона класса В25 (R_bt = 0,945 МПа) и рабочей арматуры класса A-I (R_s = 225МПа)

Принимая средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах

g_mt = 20·10^-6 кН/м³ вычислим требуемую площадь подошвы фундамента по формуле

A_f,tot= 6,96 м².

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее

a = = =2,64 м.

Назначаем размер a =2,7 м, при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно:

N/A_f,tot = 2017·10³/2700² = 0,277 МПа.

Рабочую высоту фундамента (рис.7) определяем по условию прочности на продавливание по формуле:

h₀ = = = 493 мм,

т.е. H = h_o + a = 493 + 50 = 543 мм.

По условию заделки колонны в фундаменте полная высота фундамента должна быть не менее H = 1,5·h + 250=1,5·300 + 250 = 700 мм.

По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны Æ32 A-III в бетоне класса В25 H = l_an·d + 250 =21·32+ 250 = 922 мм, где l_an определяется по [3табл. 45] или по [2 формула (186)].

С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент высотой H = 950 мм, трехступенчатый, с высотой нижней ступени h₁ = 350 мм. С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту h₀ = H – a = 950 – 50 = 900 мм и для первой ступени h₀₁= 350 – 50 = 300 мм. Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающимся в сечении III-III.Для единицы ширины этого сечения:

Q = 0,5· (a - h_c - 2·h₀) b· 0,5· (2700 – 300 - 2·900) ·1·0,277 = 83,1 Н.

Поскольку Q_b,min = 0,6·R_bt·b·h₀₁ = 0,6·0,945·1·300 = 170,1 Н > Q = 83,1 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена. Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определим из условия расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I и II-II.

Изгибающие моменты определим по [I,формуле (XII,7)].

M_I=0,125·p^’_s·(a-h_c)²·b=0,125·0,277·(2700-300)²·2700=538,5·10⁶Н/мм;
M_II = 0,125 p^’_s · (a - a₁)² = 0,125·0,277·(2700 - 1500)²·2700 = 134,6·10⁶ Н/мм.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определим из условий:

A_sI = M_I/(0,9·h₀·R_S) = 538,5·10⁶/(0,9·900·225) = 2955 мм².
A_sII = M_II/(0,9·h₀₁·R_S) = 134,6·10⁶/(0,9·300·225) = 2215 мм².

Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 14 Æ 18 A-I (A_s = 3562 мм²).

Фактическое армирование расчетных сечений:

3562·100/1500·900 = 0,26%;

3562·100/2700·300 = 0,44%, что больше = 0,05%.

Список используемой 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. М.: ЦИТП, 1985.

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 предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч.1. М1986.

5. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2,03,01-84). Ч.2. М1986.

6. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М.: Стройиздат 1983.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Дополнение. Раздел 10. Прогибы и перемещения Госстрой СССР. – М.: ЦИТП, 1989.

8. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.

9. Бородачёв Н. А. Программная система для автоматизированного обучения по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» АОС-ЖБК. В 4-х томах/СамАСИ, 1990.