 |
Б) Расчет на раскалывание фундамента
|
|
|
|
Расчет на раскалывание фундамента производим на действие расчетной нормальной силы.
Площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно длинной и короткой сторонам подошвы фундамента, за вычетом стакана фундамента, соответственно (см. рисунок 8):
Рисунок 8. Схема к определению площадей вертикальных сечений фундамента
Afl = 2.05 м2,
Afb = 1.53 м2.
bкол / hкол = 0.4 / 0.8 = 0.5 < Afb / Afl = 1.53 / 2.05 = 0.75, следовательно, проверку фундамента по прочности на раскалывание производим из условия:
N ≤ 0.975 * Afl * Rbt * (1 + bкол / hкол),
N = 734.7 кН < 0.975 * Afl * Rbt * (1 + bкол / hкол) = 0.975 * 2.05 * 900 * (1 + 0.4 / 0.8) = 2698 кН - условие выполняется, следовательно, прочность фундамента на раскалывание обеспечена.
В) Проверка ступени по прочности на продавливание
Условие прочности ступени на продавливание:
F < Rbt * bm1 * gb2 * h01,
где bm1 = h01 + bп = 0.4 + 0.9 = 1.3 м,
F – расчетная продавливающая сила:
F = A0 * Pmax,
где А0 = 0.63 м2 – площадь многоугольника продавливания (см рисунок 9).
F = 0.63 * 199 = 125.37 кН.
F = 125.37 кН < Rbt * bm 1 * g b 2 * h 01 = 900 *1.3 * 0.9 * 0.4 = 421.2 кН - условие выполняется, следовательно, прочность ступени на продавливание обеспечена.
Рисунок 9. Схема к определению площади продавливания
Армирование подошвы фундамента
Армирование подошвы фундамента размером 3 м * 2.4 м производится одной сеткой С1 с рабочими стержнями с шагом S = 200 мм в продольном и поперечном направлениях.
Площадь сечения арматуры на всю ширину (длину) подошвы фундамента:
Asl(sb) = Mbi(li) / (0.9 * Rs * h0i),
где Mbi(li) – изгибающий момент в i - ом сечении фундамента проходящий через центр тяжести сечения и параллельный стороне b (l):
Mbi = Nсоот * cli2 / (2 * l) * (1 + 6 * e0 / l - 4 * (e0 * cli / l2)),
|
|
|
Mli = Nсоот * cbi2 / (2 * b),
cli (cbi) – расстояние от наиболее нагруженного края до рассматриваемого сечения,
е0 – эксцентриситет:
е0 = (Mmax + Qсоот * d) / (Nсоот + 20 * b * l * d),
h0i – рабочая высота плитной части фундамента в i - ом сечении.
Сечение на границе первой ступени и подколонника:
h01 =0.4 м,
cl1 = 0.75 м,
c b 1 = 0.75 м,
е0 = (322.5 + 38.9 * 1.65) / (734.7 + 20 * 2.4 * 3 * 1.65) = 0.398 м,
Mb 1 = 734.7 * 0.752 / (2 * 3) * (1 + 6 * 0.398 / 3 - 4 * (0.398 * 0.75 / 32)) = 114.567 кН,
Ml 1 = 734.7 * 0.752 / (2 * 2.4) = 86.098 кН,
Asl 1 = 114.57 / (0.9 * 0.355 * 0.4) = 896 мм2,
Asb1 = 86.098 / (0.9 * 0.355 * 0.4) = 674 мм2.
Количество стержней в сетке по длине и ширине:
nl(b) = b (l) / S,
nl = 2400 / 200 = 12 шт,
nb = 3000 / 200 = 15 шт.
Минимальный диаметр стержней в сетке по длине и ширине:
dsl(b) = (4 * Asl1(sb1) / (π * nl(b))0.5,
dsl = (4 * 896 / (π * 12)0.5 = 9.8 мм.
dsb = (4 * 674 / (π * 15)0.5 = 7.6 мм.
Принимаем сетку С1 – 
.
Расчёт и конструирование подколонника
Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям
Проверка прочности подколонника проводится по двум сечениям: в уровне плитной части (сечение 1-1) и в уровне торца колонны (сечение 2-2) (см. рисунок 9).
А) Сечение 1-1
Случайный эксцентриситет:
ea = lп / 30,
ea = 1.5 / 30 = 0.05 м.
Приведенный момент в сечении:
M1 = Мmax + Ncooт * ea + Qcooт * hп,
M 1 = 322.5 + 734.7 * 0.05 + 38.9 * 1.05 = 400.08 кН*м.
Эксцентриситет продольного усилия:
е1 = M1 / Nсоот + еа,
е1 = 400.08 / 734.7 + 0.05 = 0.595 м.
Площадь сжатой зоны:
Аbc = bп * lп * (1 - 2 * h * е1 / lп),
Аbc = 0.9 * 1.5 * (1 - 2 * 1 * 0.595 / 1.5) = 0.279 м2.
Проверяем условие прочности подколонника в уровне плитной части:
Nсоот < gb3 * gb9 * Rb * Abc,
g b 3 * g b 9 * Rb * ABC = 0.85 * 0.9 * 11500 * 0.279 = 2454 кН.
N соот = 734.7 кН < g b 3 * g b 9 * Rb * A bc = 2454 кН - условие выполняется, следовательно подколонник между сечениями 1-1 и 2-2 армируется конструктивно.
Б) Сечение 2-2
Сечение 2-2 в уровне торца колонны коробчатое, приводим его к эквивалентному двутавровому с высотой полки, толщиной стенки и шириной стенки:
hf = hf’ = lw1 = lw = 0.275 м;
b = 2 * bw1 = 2 * bw = 2 * 0.175 = 0.35 м;
bf = bf’ = b п = 0.9 м.
Площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента: Ащ = 2.16 м2.
|
|
|
Коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть фундамента через стенки стакана: a ’ = 0.85.
Продольная сила, передаваемая через бетон замоноличивания на стенки стакана:
|
Nc = 0.4 * Rbt * gb2 * Aщ,
Nc = (1 - a’) * Nсоот,
Nc = 0.4 * 900 * 0.9 * 2.16 = 699.84 кН,
Nc = (1 - 0.85) * 734.7 = 110.21 кН.
Nc = 110.21 кН.
Проверяем условие:
Nс < Rb * bf’ * hf’,
N с = 110.21 кН < Rb * bf ’ * hf ’ = 1150 * 0.9 * 0.275 = 284.625 кН - условие выполняется, следовательно, граница сжатой зона проходит в полке, и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной b = 0.9 м.
Приведенный момент в сечении:
M2 = Мmax - Nc * ea + Qcooт * hс,
M 2 = 322.5 + 110.21 * 0.05 + 38.9 * 0.8 =359.13 кН*м.
Эксцентриситет продольного усилия:
е1 = M2 / Nс + еа,
е1 = 359.13 / 110.21 + 0.05 = 3.309 м.
Площадь сжатой зоны:
Аbc = bп * lп * (1 - 2 * h * е1 / lп),
Аbc = 0.9 * 1.5 * (1 - 2 * 1 * 3.309 / 1.5) = -4.6 < 0, следовательно, сила приложения находится за пределами сечения подколонника.
αn = Nсоот / (Rb * b * h 0) = 734.7 / (11500 * 0.9 * 1.45) = 0.049.
ξR = 0.531
αn = 0.049 < ξR =0.531
Расчет ведем для случая αn ≤ ξR:
As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),
αm = (M2 + N с * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (359.13 + 110.21 * (1.45 - 0.05) / 2) / (11500 * 0.9 * 1.452) = 0.02.
δ = as′ / h0 = 5 / 145 = 0.035.
As = As’ = 11.5 * 104 * 0.9 * 1.45 * (0.02 - 0.154 * (1 - 0.154 / 2)) / (355 * (1 - 0.035)) = - 53 cм2.
Принимаем:
2 каркаса КР1 4 Æ12 А400 с А s ’ = А s = 0.000452 м2> 0.0004 * A п = 0.0004 * 1.03 = 0.000412 м2,
2 каркаса КР2 4 Æ12 А400 с А s ’ = А s = 0.000452 м2> 0.0004 * A п = 0.0004 * 1.03 = 0.000412 м2.
|
|
|
