Определение геометрических размеров фундамента

Расчет фундамента под крайнюю колонну.

Грунты основания – однородные. Преобладающий компонент – суглинки. Средний объемный вес материала фундамента и грунта на его уступах γ = 20 кН/м³. Условное расчетное сопротивление грунта R₀ = 0,21 МПа. Усилия, передающие с колонны на фундамент, соответствуют сочетанию №7 для сечения IV-IV, с учетом нагрузок от фундаментной балки, нижней стеновой панели и остекления в подкрановой части колонны.

Для сочетания №7 имеем: М =154.63 кН^.м; N = 1338.92 кН; Q = 29.32 кН.

Расчетная нагрузка от веса нижней стеновой панели и остекления на участке между отметками 1,2 … 10.2 м:

G_w3 =(g₁h_w1+ g₂h_w3)*B*γ_fγ_n=(2.15*1.2+0.4*9)*12*1.1*1=81.58 кН;

Расчетная нагрузка от собственного веса фундаментной балки:

G_Ф.Б. = G_С.В.Б*γ_f*γ_n=29*1.1*1 =31.9 кН ,

где G_С.В.Б – собственный вес фундаментной балки, равный … кН при шаге колонн В=… м.

Указанные нагрузки передаются на фундамент с эксцентриситетом

е₄ = ½ (ϭ_ст.п + h_н) = ½ (0,3 + 1.1) =0.7м.

Тогда расчетное знание момента от данных нагрузок будет равно:

М_Б.W.= (G_w3 + G_Ф.Б.)е₄ =(81.58+31.9)*0.7=79.4 кН^.м,

Окончательно для расчета имеем:

М = M- М_Б.W.=154.63-79.4 = 75.23 кН^.м, N =N+ G_w3 + G_Ф.Б =1338.92+81.58+31.9=1452.4 кН; Q =29.32 кН.

Диаметр продольной арматуры в подкрановой части колонны d = 16 мм.

Материалы фундамента:

- бетон класса В15, R_b= 8,5 Мпа;R_bt = 0,75 Мпа; γ_b = 1,0;

- арматура класса А400; R_s= 355 Мпа.

Определение геометрических размеров фундамента

Высота фундамента определяется из условий:

а) Обеспечение жесткой заделки колонны в фундаменте:

для двухветвевой колонны в плоскости поперечной рамы

Н_Ф,з≥h_з + 0,25, где h_з ≥0,5 + 0,33h₁ =0.5+0.33*1.1=0.863м и

h_з≥1,5b₁ =1,5*0.5=0.75 м. Принимаем длину заделки h_з = 0,9 > 0,863 м.

Тогда: Н_Ф,з≥h_з + 0,25 = 0.9 + 0,25 = 1.15 м;

б) Обеспечения анкеровки рабочей арматуры колонны Н_Ф,ан>h_ан + 0,25

где 0,25 м – минимальная толщина дна стакана (0,2 м) с учетом подливки под колонну (0,05 м).

Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления R_s на бетон, определяют по формуле:

h_0,ан = = =75.85 см,

где: A_sи u_s– площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня (A_s- 2,011 см² для Ø16 мм; u_s = π^.d = 3,14^.1,6 = 5,02 см²).

R_bond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле:

R_bond= η₁^.η₂^.R_bt = 2,5^.1^.0,75 = 1,875 МПа.

Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле:

h_ан = αh_0,ан = 0.75*75.85* .

где: А_s,cal и А_s,ef – площади поперечного сечения арматуры в колонне , соответственно требуемая по расчету и фактически установленная;

α – коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки: α=0,75 для сжатых стержней.

Фактическую длину анкеровки принимают и не менее

0,3h_0,ан = 0,3^.75,85 = 22,76 см, а также не менее 15d_s = 15^.1,6 = 24 см и 200 мм.

Окончательно принимаем: h_ан = 0.24 м, тогда Н_Ф,ан = 0,24+0.25 = 0,49 м < Н_Ф,з= 1,15 м.

Расчетная глубина промерзания в г. Иркутск равна d_f = d_o √M_t = 1.1^.0,23^. √78.4 = 2.24 м.

Глубина заложения фундамента должна быть не менее d_f.

Принимаем высоту фундамента Н_ф = 2,15 м (кратно 50 мм), что больше Н_ф.з.= 1,15 м и больше Н_Ф,ан = 0,49м. Глубина заложения при этом составит

d = Н_Ф + а₁ =2.15+0.15=2.3 м > d_f = 2.24 м.

Итак, d=2.3 м, Н_ф = 2,15 м