Расчёт фундамента на продавливание

 

Условие расчёта фундамента на продавливание имеет вид (формула (107) СНиП [2]):

 

F £ a R_bt g _{b 2} u_m h _0,

 

где a - коэффициент, учитывающий вид бетона; для тяжелого бетона a = 1,00; u_m × h ₀ - площадь боковой поверхности пирамиды продавливания; сторона верхнего основания пирамиды равна ширине колонны h_k, сторона нижнего основания

 

a ₀ = h_k + 2 h ₀ = 45 + 2×110 = 265 см;

 

u_m - среднеарифметическое между периметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания:

 

u_m = (4 h_k + 4 a ₀) /2 = 2 (h_k + h ₀) = 2× (45 + 110) = 310 см;

 

F - продавливающая сила, равная разности усилий, приложенных к верхнему и нижнему основаниям пирамиды продавливания:

 

F = N_k - p_sf × (a ₀) ² = 2175 - 0,024× (265) ² = 489,6 кН > 0.

 

Если F < 0, то основание пирамиды продавливания выходит за пределы подошвы фундамента и продавливания не происходит.

Предельное усилие, которое может воспринять фундамент из условия работы на продавливание:

 

F_ult = a R_bt g _{b 2} u_m h ₀ = 1,00×0,105×0,9×310×110 = 3222 кН > F = 489,6 кН.

 

Проверка выполняется.

 

Проверка прочности плиты по наклонному сечению

 

Рабочая высота нижней ступени фундамента должна соответствовать условию прочности бетона по наклонному сечению на действие поперечной силы при отсутствии поперечного армирования в сечении, начинающемся на нижней границе пирамиды продавливания для первой ступени.

Условие расчёта имеет вид: Q £ Q_{b, min}, где Q - поперечное усилие в конце наклонного сечения, вызванное реактивным давлением грунта:

 

Q = p_sf × a_f × (l ₁ - h _0,1) = 0,024×300× (47,5 - 30) = 126 кН,

 

Q_{b, min} - минимальное поперечное усилие, воспринимаемое бетоном в наклонном сечении:

 

Q_b,min = 0,6 R_bt g _{b 2} a h _0,1 = 0,6×0,105×0,9×300×30 = 510,3 кН > Q = 126 кН,

 

поэтому прочность плиты по наклонному сечению обеспечена.

 

Подбор арматуры подошвы фундамента

 

Под действием реактивного давления грунта p_sf ступени фундамента работают на изгиб как консольные элементы (см. рис.6.1). Растягивающие усилия воспринимает продольная арматура, расположенная возле подошвы фундамента. Подбор продольной арматуры производится для сечений, проходящих по грани средней ступени (1-1), по грани верхней ступени (2-2) и по грани колонны (3-3).

Расчётный изгибающий момент в каждом исследуемом сечении определяется как в консоли вылетом l_i:

 

.

 

Плечо внутренней пары сил при расчёте фундамента допускается принимать равным z_b = 0,9 h ₀. Тогда требуемая площадь сечения арматуры составит:

 

,

 

где для арматуры класса А 400 (А-III) расчётное сопротивление R_s = 36,5 кН / см ².

Расчёт требуемой площади арматуры для трёх сечений приведён в табл.6.1.

 

Таблица 6.1. Определение площади арматуры подошвы фундамента

Сечение i	ai см	h 0, i см	li cм	Mi кН×см	As, i см2
1	205	30	47,5	8123	8,24
2	135	65	82,5	24503	11,48
3	45	110	127,5	58523	16, 20

 

Фундаментные плиты армируют по подошве сварными сетками; диаметр арматуры составляет 10…16 мм, шаг стержней s = 100…200 мм [4].

Применим для армирования сетку с ячейками 100´100 мм, расстояние от вертикальной грани подошвы до первого стержня назначим равным 50 мм. Тогда в каждом направлении сетка будет состоять из a_f /100 = 3000/100 = 30 стержней.

Требуемая площадь одного стержня: A_{s ,1} ³ 16, 20/30 = 0,54 см ².

Принимаем в итоге по сортаменту 38 Æ10 А 400 (А - III), шаг s = 100 мм;

площадь одного стержня А _{s ,1} = 0,785 см ², всех стержней А _{s , f} = 38 А _{s ,1} = 29,83 см ².

Толщина защитного слоя бетона фундамента a_b должна быть выше минимально допустимой a_{b ,min} (при наличии подготовки под фундаментом a_{b ,min} = 35 мм):

 

a_b = a - 0,5 D = 50 - 0,5×10 = 45 мм > a_{b ,min} = 35 мм.

 

Условие выполняется.

Процент армирования (для сечения 1-1):

 

.

 

В пределах глубины стакана дополнительно предусматриваем 5 сеток конструктивного поперечного армирования из стержней Æ8A-I, устанавливаемых с шагом s = 150 мм, причём верхняя сетка находится на расстоянии s ₀ = 50 мм от верха стакана.

Список литературы

 

1. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и воздействия. / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 44 с.

2. СНиП 2.03.01 - 84*. Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2001. - 76 с.

3. СНиП 52 - 01 - 2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 24 с.

4. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ГУП "НИИЖБ". - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 54 с.

5. СП 52-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. ГУП "НИИЖБ". - М.: ФГУП ЦПП, 2005. - 38 с.

6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов. - М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.

7. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчёта железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 2006. - 504 с.

8. Тимофеев Н.А. Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания: Метод. указания к курсовой работе и практическим занятиям для студентов спец. "Строительство ж. д., путь и путевое хозяйство". - М.: МИИТ, 2004. - 48 с.

Приложение

 

Графическая часть

Лист 1. План и поперечный разрез здания (М 1: 200).

Лист 2. Армирование панели перекрытия (М 1: 10), спецификация арматуры.

Лист 3. Армирование ригеля перекрытия (М 1: 50),

конструктивное решение опорного узла (М 1: 20)

Лист 4. Армирование фундамента под колонну (М 1: 50).

 

Предыдущая12345678Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: