Расчет центрально нагруженный столбчатый бутобетонный фундамент

Расчет кирпичного столба и бутобетонного фундамента под кирпичный столб

 

Данные для выполнения практической работы №3 (вариант по номеру в списке группы)

 

№ варианта	N, кН	Нэтажа, м	R0, МПа	№ варианта	N, кН	Нэтажа, м	R0, МПа
		3,0	0,20			3,0	0,40
		3,3	0,22			3,3	0,38
		3,6	0,24			3,6	0,36
		3,9	0,25			3,9	0,34
		4,2	0,26			4,2	0,32
		4,8	0,28			4,8	0,30
		3,0	0,30			3,0	0,28
		3,3	0,32			3,3	0,26
		3,6	0,34			3,6	0,25
		3,9	0,36			3,9	0,24
		4,2	0,38			4,2	0,22
		4,8	0,40			4,8	0,20

 

 

Последовательность выполнения работы:

 

o Выполнить расчеты кирпичного столба и бутобетонного фундамента в соответствии с индивидуальным заданием.

o При назначении размеров поперечного сечения кирпичного столба, при компоновке бутобетонного фундамента, а также при назначении материалов конструктивных элементов использовать материалы лекции №9.

o В соответствии с алгоритмами расчета и, пользуясь примерами, выполнить расчет кирпичного столба и бутобетонного фундамента.

Оформление практической работы выполняется в соответствии с приведенным примером и снабжается титульным листом

 

Расчета прочности центрально-сжатого кирпичного столба

 

Исходные данные:

o расчетная продольная сила N=500 кН;

o площадь сечения кирпичного столба А=0,26 м² (размера поперечного сечения 510х510 мм);

o расчетная высота кирпичного столба при неподвижных шарнирных опорах равна высоте этажа здания l₀=H=3,0 м;

o виды материалов: кирпич керамический одинарный пластического прессования полнотелый, раствор строительный для каменной кладки марки не менее М25 (упругая характеристика кладки a=1000).

 

Условие прочности центрально- сжатого кирпичного столба:

N £ m_g j R A, где

N – расчетная продольная сила N=500 кН;

R – расчетное сопротивление сжатию кладки определяется в результате расчета;

A – площадь сечения элемента А=0,26 м² (размера поперечного сечения b´h=510х510 мм);

j - коэффициент продольного изгиба. Определяется по таблице 1 в зависимости от гибкости кирпичного столба l_h = l₀/h, расчетная длина принимается равной высоте этажа l₀ = 3 м, h=0,51 м, l_h = 5,88, a=1000 j =0,96

m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. Коэффициент m_g =1 при высоте сечения h³ 30 см.

 

Таблица 1

Коэффициент продольного изгиба j
Гибкость элемента	Упругая характеристика кладки
lh	li	a=1200	a=1000	a=750	a=500
					0,98
		0,97	0,96	0,95	0,91
		0,93	0,92	0,90	0,85
		0,90	0,88	0,84	0,79
		0,86	0,84	0,79	0,72
		0,81	0,79	0,73	0,66

 

 

Расчетное сопротивление кирпичной кладки столба сжатию определяется по формуле:

R = N / m_g j A,

Несущая способность кирпичного столба будет обеспечена при использовании кирпича марки М125 на растворе марки М100 (подбор марок кирпича и раствора выполнен по таб. 2).

Таблица 2

Расчетное сопротивление R (МПа) сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах
Марка кирпича	Марка раствора
М200	М150	М100	М75	М50	М25	М10
М300	3,9	3,6	3,3	3,0	2,8	2,5	2,2
М250	3,6	3,3	3,0	2,8	2,5	2,2	1,9
М200	3,2	3,0	2,7	2,5	2,2	1,8	1,6
М150	2,6	2,4	2,2	2,0	1,8	1,5	1,3
М125	-	2,2	2,0	1,9	1,7	1,4	1,2
М100	-	2,0	1,8	1,7	1,5	1,3	1,0
М75	-	-	1,5	1,4	1,3	1,1	0,9
М50	-	-	-	1,1	1,0	0,9	0,7
М35	-	-	-	0,9	0,8	0,7	0,6

Расчет центрально нагруженный столбчатый бутобетонный фундамент

 

Расчет бутобетонного фундамента предпринимается после расчета кирпичного столба на продольную силу N=500 кН (расчетное значение нагрузки), действующую в нижнем сечении столба. Расчет включает в себя три части:

o определение требуемой площади подошвы фундамента;

o определение высоты фундамента;

o расчет на смятие бутобетона фундамента под кирпичным столбом.

 

Требуемая площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

, где

Nⁿ – продольная сила (нормативное значение продольной силы можно получить разделив расчетное значение продольной силы на среднее значение коэффициента надежности по нагрузке g_{f,сред .}=1,15), ;

R₀ – условное расчетное сопротивление грунта (0,2 МПа);

g - усредненный объемный вес грунта и бутобетона (20 кН/м³);

d – глубина заложения фундамента (предварительно принимается d=1 м).

Сторона фундамента с квадратной подошвой .

Размеры подошвы фундамента 1600х1600 мм (см. рис. 1).

При определении высоты бутобетонного фундамента принимается во внимание, что уширение бутобетонного фундамента к подошве производится уступами. Высота уступа назначается не менее 30 см. Минимальное отношение высоты уступов к их ширине (tg a) для бутобетонного фундамента принимается 1,25 (при s £ 0,2 МПа), 1,5 (при s ³ 0,25 МПа, где s - давление на грунт от продольной нагрузки N (при g_f > 1), s = N/A, где А – площадь подошвы фундамента (А=1,6´1,6=2,56 м², N=500 кН, s = N/A=500/2,56=195 кН/м²=0,195 МПа<0,2 МПа

Высота фундамента определяется по формуле:

.

На рисунке 1 а=1,6 м; h=0,51 м; tga=1,25.

Высота фундамента принимается 700 мм (2´350=700 мм)

Если при проектировании бутобетонного фундамента выполнены конструктивные требования по соотношению высоты уступов 350 мм к их ширине 275 мм, то проверка уступов на изгиб и срез не требуется (конструктивные требования выполняются - 350/275»1,25).

В результате расчета на смятие определяется расчетное сопротивление R сжатию бутобетона и по табл. 3 подбираются марки бутового камня и класс бетона.

 

Таблица 3

Расчетное сопротивление R (МПа) сжатию бутобетона (невибрированного*)
Вид бутобетона с рваным бутовым камнем марки	Класс бетона
В15	В12,5	В10	В7,5	В3,5	В2,5
200 и выше	4,0	3,5	3,0	2,5	2,0	1,7
	-	-	-	2,2	1,8	1,5
50 (или с кирпичным боем)	-	-	-	2,0	1,7	1,3

* - при вибрировании бутобетона расчетное сопротивления кладки умножается на коэффициент 1,15

 

Расчет на смятие производится по формуле:

N_c £ y d R_c A_c, где

N_c – продольная сжимающая сила от местной нагрузки (N_c = N=500);

y - коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки. Под центрально сжатым столбом эпюра давления распределена равномерно (y = 1);

d – коэффициент, вычисляемый по формуле

d=1,5 - 0,5y = 1;

R_c- расчетное сопротивление бутобетона на смятие;

A_c – площадь смятия на которую передается нагрузка, A_c = b´ h (на рисунке A_c = 0,51´0,51=0,26 м²).

Расчетное сопротивление бутобетона на смятие R_c связано с расчетным сопротивлением бутобетона на сжатие через коэффициент x

R_c= x R, , где А – площадь верхнего обреза фундамента (на рисунке 1 размеры обреза фундамента 1050´1050 мм, A = 1,05´1,05=1,1 м²).

 

Рис. 1. Компоновка бутобетонного фундамента

; коэффициент x принимается равным 1,5.

Расчетное сопротивления сжатию бутобетона R (МПа):

=1,3 МПа

По таблице 9.5 марка рваного бутового камня принимается М50, класс бетона В2,5. Расчетное сопротивление сжатию бутобетона R=1,3 МПа

 

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: