Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени

 

Учитывая значительное заглубление подошвы, проектируем фундамент с подколонником и ступенчатой плитной частью.

Размеры подколонника в плане:

l_cf = h_c + 2 t ₁ + 2 δ ₁ = 600 + 2 · 225 + 2 · 75 = 1200 мм;

b_cf = b_c + 2 t ₂ + 2 δ ₂ = 500 + 2 · 250 + 2 · 100 = 1200 мм,

где t ₁, t₂ и δ ₁, δ ₂- соответственно толщина стенок стакана и зазор между гранью колонны и стенкой стакана в направлении сторон l и b.

Рабочую высоту плитной части фундамента предварительно можно установить из условия продавливания от граней подколонника по формуле

Принимая b_c = b_cf = 1,2 м и h_c = l_cf = 1,2 м, получим

По расчету можно принять плитную часть в виде одной ступени высотой h ₁ = 300 мм, но при этом консольный вынос ступени получается больше оптимального, равного 3 h ₀₁

0,5(l - l_cf) = 0,5 · (3,3 - 1,2) = 1,05 м > 3 h ₀₁ = 3 · 0,25 = 0,75 м, где h _0l = h ₁ - а = 300 - 50 = = 250 мм = 0,25 м. '

Поэтому принимаем плитную часть из двух ступеней высотой h₁ = h₂ = 300 мм. Размеры в плане второй ступени назначаем кратно 300 мм, т.е. b ₁ х l ₁ = 1,8 x 2,1 м. Тогда консольные выносы в плане составят:

первой (нижней) - с ₁ = 0,5 · (3,3 - 2,1) = 0,6 м < 0,75 м;

второй - с ₂ = 0,5 · (2,1 - 1,2) = 0,45 м.

Глубина стакана под колонну h_d = h_c + 50 = 600 + 50 = 650 мм; размеры дна стакана b_h = 500 + 2 · 50 = 600 мм; h_h = 600 + 2 · 50 = 700 мм.

 

Рис. 4.3. Геометрические размеры фундамента по оси А

 

♦ Проверка высоты нижней ступени. Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия

P ≤ R_btb_mh_0l, (4.4)

где P = p_max · A_fo - продавливающая сила;

b_m = b₁ + h₀₁ = 1,8 + 0,25 = 2,05 м - размер средней линии гра­ни пирамиды продавливания.

При b – b ₁ = 2,7 - 1,8 = 0,9 м > 2 h ₀₁ = 2 · 0,25 = 0,5 м площадь А_{f 0} = 0,5 b (l – l₁ – 2 h ₀₁) – 0,25(b – b ₁ – 2 h ₀₁)² = 0,5 · 2,7 · (3,3 - 2,1 - 2 · 0,25) - 0,25 · (2,7 - 1,8 - 2 · 0,25)² = 0,905 м², тогда продавливающая сила Р = 142,4 · 0,905 ≈ 129 кН < 726 · 2,05 · 0,25 = 372 кН - продавливание нижней ступени не произойдет.

Выполним проверку по поперечной силе для наклонного сечения начинающегося от грани второй ступени. Длина горизонтальной проекции этого наклонного сечения с = h_oi = 0,25 м; поперечная сила, создаваем реактивным давлением грунта, в конце наклонного сечения

Q = p_mах · (c ₁ – h ₀₁) b = 142,4 · (0,6 - 0,25) · 2,7 ≈ 135 кН.

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое одним бетоном

Q_{b, min} = 0,6 R_btbh ₀₁ = 0,6 · 726 · 2,7 · 0,25 ≈ 294 кН.

Так как Q = 135 кН < Q_{b, min} = 294 кН, прочность нижней ступени по поперечной силе достаточна.

Проверку второй ступени на продавливание можно не производить, так как принятая рабочая высота плитной части

h _{0, pl} = h ₀₂ = 600 - 50 = 550 мм

значительно превышает требуемую из расчета на продавливание.

 

Подбор арматуры подошвы

 

Под действием реактивного давления грунта ступени фундамента работают на изгиб как консоли, защемленные в теле фундамента. Изги­бающие моменты определяют в обоих направлениях для сечений по граням уступов и по грани колонны (рис. 4.4).

Площадь сечения рабочей арматуры подошвы определяется по формуле

(4.5)

где M_i-i и h_oi - момент и рабочая высота в i-ом сечении.

 

 

Рис. 4.4. К подбору арматуры подошвы фундамента

 

♦ Подбор арматуры в направлении длинной стороны подошвы.

Сечение I-I (h ₀₁ = 250 мм)

Сечение II—II (h₀₂ = 550 мм)

Сечение Ш-П1 (h₀₃ = 1750 мм)

Принимаем в направлении длинной стороны 14 Ø12 А-П (A_s = 1583 мм² > A_{s, II} = 1429 мм²) с шагом 200 мм.

♦ Подбор арматуры в направлении короткой стороны. Расчет ведем по среднему давлению по подошве р_m = 97,2 кПа. Учитываем, что стержни этого направления будут во втором (верхнем) ряду, поэтому рабочая высота h _{0 i} = h_i – a - (d ₁ + d ₂ ) / 2. Полагаем, что диаметр стержней вдоль короткой стороны тоже будет не более 12 мм.

Сечение I’-I’по грани второй ступени (h ₀₁ = 300 - 50 - 12 = 238 мм)

М' _I-I =0,125 · p_m · l · (b - b ₁)² = 0,125 · 97,2 · 3,3 · (2,7-1,8)² ≈ 32,5 кНм;

Сечение II'-II' по грани подколонника (h ₀₂ = 600 - 50 - 12 = 538 мм)

М'_II-II = 0,125 · 97,2 · 3,3 · (2,7-1,2)² = 90,2 кНм;

Сечение III'-III' по грани колонны (h ₀₃ = 1800 - 50 - 12 = 1738 мм)

М'_III-III = 0,125 · 97,2 · 3,3 · (2,7-0,5)² = 194кНм;

В соответствии с конструктивными требованиями наименьший допустимый диаметр стержней должен быть не менее 10 мм (при длине стороны до 3 м), а наибольший шаг стержней не должен превышать 200 мм. Тогда принимаем вдоль короткой стороны фундамента 17 Ø10 А-П (A_s = 1335 мм² > A_{s, II ’} = 665 мм²) с шагом 200 мм.

 

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: