3.4 Расчет центрально загруженного фундамента под колонну

3.4.1 Определение размера стороны подошвы фундамента

Исходные данные:

1. Бетон класса В25

2. Арматура класса АIII

3. Условное расчетное сопротивление грунта R₀=0,25МПа

4. R_s=365МПа

5. R_bt=1,05МПа

6. γ_b2 =0,9МПа

7. Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах γ=20кН/м³

Расчет производим для монолитного центрально-нагруженного фундамента.

Усилие колонны у заделки в фундамент N= 2976,4 кН

γ_f – средний коэффициент надежности по нагрузке.

Нормативное усилие: кН.

Высота фундамента предварительно принимается равной Н = 90 см,

глубина заложения фундаментов H₁=105см.

Площадь подошвы предварительно определяем по формуле:

R_o - условное расчетное давление на грунт,

γ_m - средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его

обрезах.

А_f=2480300/0,25х10⁶-(20*1,05)х10³=10,38м²

a_f = b_f = = √10,38 = 3,3 м.

Давление на грунт от расчетной нагрузки:

Р=N/А_f=2480,3/3,3х3,3=242,2 кН/м²

Рабочая высота фундамента из условия продавливания:

h₀=((-0,4+0,4)/4)+0,5х(√2480,3/0,75х1,05х10³+242,2))=0,58м

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

продавливание Н = 0,58 + 0,05 = 0,63 м

заделка колонны в фундаменте Н = l,5хh_c +25 = 1,5х40 + 25 = 85 см

анкеровки сжатой арматуры колонны Н = 24хd + 25 = 24х2,5 + 25 ==85 см

Окончательно принимаем фундамент высотой Н = 900 мм, h₀₃ = 850 мм.

Толщина дна стакана 200 + 50 =250 мм.

Количество ступеней – 3

Проверим, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента h₀₂ = 300 - 50 = 250 мм условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающимся в сечении III - III.

Q = 0,5х(a - h_c - 2хh₀)хP

Q = 0,5х(3,3 - 0,4 – 2х0,85)х242,2 = 145,3 кН

Q = 145,3 кН < 0,6хγ_b2хR_btхh_o2 = 0,6х0,9х1,05х25х100х100 =147,5 кН

Условие прочности на продавливание удовлетворяется.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях I-I и II-II:

M₁= 0,l25хPх(a - h_c)²хb

М₁ = 0,125х242,2х(3,3 - 0,4)²х3,3 =840 кН м

М₂ = 0,125хPх(a – a₁)²хb

М₂ = 0,125х242,2х(3,3 – 0,9)²х3,3 =575,5 кН м

3.4.2 Подбор арматуры

Площадь сечения продольной арматуры:

А_s1=М₁/0,9хh₀хR_s;

А_s1=840х10⁵/0,9х85х365х100=30 см².

А_s2=575,5х10⁵/0,9х85х365х100=21 см².

Принимаю нестандартную сварную сетку С-1 с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой и стержней 22Ø18АIII (А400),A_s=55,99 ([1] приложение 6) с шагом s=150мм

4. Литература

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс:Учеб. Для вузов.-5-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1991.-767 с.:ил.

2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций

из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к

СП 52-101-2003). Москва 2005г.

3. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без

предварительного напряжения.

4. Руководство по проектированию каменных и армокаменных конструкций. - М.: Стройиздат, 1974.

40