5. Расчет плитной части фундамента на обратный момент

Рис. 9. Расчетная схема при проверке прочности на обратный момент

Условие прочности восприятия обратного момента бетонным сечением без армирования растянутой зоны:

,

где M_oi – изгибающий обратный момент в сечении; W_pl,i – момент сопротивления i-ого сечения, для прямоугольного сечения:

;

;

,

где _сq – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах:

_сq = 22,5 кН/м³·1,13 = 25,425 кН/м³,

где 1,13 – коэффициент надёжности по нагрузке; d – глубина заложения фундамента от уровня планировки (для фундаментов подвальной части здания d – высота фундамента, d=900 мм); q – нагрузка, включающая собственный вес конструкции пола и полезную нагрузку в подвальной части здания:

• вес конструкции пола: 0,15 м·25 кН/м³·1,1=4,125 кПа;

• полезная нагрузка (табл. 3 поз. 2 и п. 3.7 [4]): 2,0·1,2=2,4 кПа.

q=4,125+2,4=6,525 кПа,

C_i – см. рис. 9; M_pi – изгибающий момент от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента с учётом нагрузок от собственного веса фундамента, грунта на его уступах, веса конструкции пола, полезной нагрузки на пол:

,

где

Принимая во внимание, что в заданную нагрузку N входят все нагрузки до уровня обреза фундамента, включая вес конструкций пола и полезную нагрузку на пол, а вес фундамента и грунта на его обрезах учитывался нами при вычислении P_min и P_max в п. 5.2, то:

;

;

;

;

6. Определение площади арматуры плитной части фундамента

Арматура (A_sl и A_sb – соответственно вдоль сторон l и b) определяется из расчета на изгиб консольного вылета плитной части фундамента на действие отпора грунта под подошвой в сечениях по граням колонны, подколонника и ступеней.

Расчет производится для каждого направления раздельно.

Последовательность:

;

в зависимости от _m по табл. 20 [13] определяем величину ;

,

где R_s – расчетное сопротивление арматуры; M_i – расчетный момент в сечении; b_i(l_i) – ширина сжатой зоны (в верхней части) рассматриваемого сечения; h_o,i – рабочая высота сечения.

Расчет продольной арматуры (в направлении l)

Рис. 10. Схема расчёта продольной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Арматура класса A-III.

;

;.

Принимаем 10 14А-III, А=15,40 см².

Расчёт поперечной арматуры (в направлении b)

Рис. 11. Схема расчёта поперечной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Принимаем 14 10А-III, А=10,94 см².

7. Расчёт продольной арматуры подколонника

Рис. 12. Схема расчёта продольной арматуры подколонника

Проверка прочности железобетонного подколонника производится по двум сечениям по высоте:

1. Прямоугольного сечения 1-1 по грани нижней ступени размерами b₂l₂ = 15001500 мм с вертикальной рабочей арматурой, расположенной в границах сечения b_cfl_cf с учётом защитного слоя , на действие усилий N и M в уровне сечения.

2. Коробчатого сечения 2-2 в уровне заделки торца колонны.

Подбор арматуры для прямоугольного сечения подколонника

,

где 0,9·0,9·0,3 и 1,5·1,5·0,3 – размеры ступеней фундамента; 25 – плотность материала фундамента, кН/м³; 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке.

.

Расчёт производится на внецентренное сжатие. Примем армирование подколонника вертикальными стержнями 12 A-III по 4 штуки с каждой стороны.

Проверка прочности сечения производится по формулам 36 – 39 [5] без учёта сжатой арматуры .

;

; (п.3.12 [5])

; (25 [5])

; =0,85; R_b =8,50,9=7,65 МПа;

;

_sp=0 и _sp=0, так как без преднатяжения;

_SR=R_s - _sp = R_s = 355 МПа; _sc,u= 500 МПа;

,

так как , следовательно, проверку прочности сечения производим по формуле 36 [5] без учёта сжатой арматуры:

.

При расчёте по прочности в соответствии с п. 1.21 [5] должен учитываться случайный эксцентриситет e_a, принимаемый 1/600 длины элемента (в нашем случае это h_cf =600 мм) или 1/30 высоты сечения (l₂ =1500 мм).

е_а =1500/30=50 мм;

;

;

; .