54. Расчет отдельного внецентренно- нагруженного фундамента стаканного типа под сборную колонну.

Фундамен­ты под внецентренно сжатые колонны испытывают воз­действие нормальной силы N,изгибающего моментаМ и поперечной силыV(рис. 10.4,а). При небольших мо­ментах фундаменты проектируют квадратными в плане, при значительных — прямоугольными с большим разме­ром в плоскости действия момента.

Рис. 10.4. Отдельный внецентренно нагруженный фундамент

Расчет делится на 2 части :

• В первой части – назначаем глубину заложения фундамента и размеры тела фундамента, определяем усилия, действующие на фундамент и определяем размеры подошвы фундамента проверяя напряжение в грунте под его подошвой.

• Во второй части – расчет плитной части фундамента на продавливание для определения общей высоты и прочности дна стакана. Расчитывается трещиностойкость подошвы фундамента и расчитывается по нормальному и наклонному сечению подколонник фундамента.

Высота фундамента : h_bd≥ 0.33*l_c+50; ≤ 1.2

h_bd≥ 1.5*l_c; ≤ 1.2

H_f =h_bd+h_cт

Сравниваем полученую высоту фундамента с высотой фундамента, назначеной из расчета глубины промерзания и за основу принимаем наибольшее. Размеры подколонника назначаем с учетом конструктивных требований соблюдая кратность 300.

l_p=l_c+2*75+2*δ

b_p=b_c+2*75+2*δ

h_p=H_f-h

1-ая часть – γ_f=1.4. Нормативные значения усилий определяют у подошвы фундамента.

2-ая часть – расчет тела фундамента. Коэфициенты безопасности >1. Размеры подошвы фундамента определяем методом последовательных приближений.

A_f = N_sk(tot)/(0.2*R₀-γ_f*d_f)

0.6-0.85=b_f/l_f=m

L_f=√(A_f/m)

Эпюра А – в промышленных зданиях с момтовыми кранами грузоподъемностью более 75 тонн.

Эпюра Б – грузоподъемностью менее 75 тонн.

Эпюра В – в зданиях без мостовых кранов допускается выключение из работы части подошвы фундамента , которая составляет ≤0,25 от его длины

P^max_min=N_sk,tot/A_f ± M_sk/W_f + γ_m*d_f

W_f=b_f*l_f²/6

M_sk,tot=M_sk,col+V_sk*H_f

P_m(0)=(P_max + P_min)/2

P_max ≤ 1.2R P_m(0)≤R

Если эти условия не выполняются , то необходимо изменить соотношение сторон фундамента или увеличить размеры подошвы фундамента.

Расчет прочности плитной части фундамента производят на основное сочетание нагрузок при коэфициенте безопасности > 1. Первоначально определяем площадь сечения арматуры у подошвы фундамента , для чего определяют расчетные сечения как в консольной балке защемленной в теле фундамента и работающей на изгиб от реактивного отпора грунта . Расчетные сечения выполняют по грани колонны (1-1) и по уступам фундамента , для чего предварительно определяют напряжение в грунте при расчетных нагрузках без учета собственного веса грунта на его уступах. Определения проводят на уровне подошвы фундамента.

P^max_min=N_sd,tot/A_f ±M_sd/W_f

P_m(0)=(P_max + P_min)/2

P_1-1=P_min+(P_max-P_min)(l_f-l_c)/2l_f

P_2-2=P_min+(P_max-P_min)(l_f-l₁)/2l_f

M_1-1=(P_1-1+2P_max)(l_f-l_c)² * b_f/24

M_2-2=(P_2-2+2P_max)(l_f-l₁)² * b_f/24

A_sti=M_sdi/(0.9*d_i*f_yd)

За основу принимаем наибольшую плошадь сечения арматуры. Арматура расчитывается в 2-ух направлениях, большей и меньшей стороны. В сетке она является рабочей в двух направлениях .

Расчет на продавливание , в котором уточняем назначенную высоту фундамента из условия промерзания .

Если V_sd ≤V_rd,ct– арматура не требуется.

Если V_sd >V_rd,ct– увеличиваем высоту ступени.

Сечение 3-3 является коробчатым , которое приводим к двутавровому . Расчитываем на внецентренное сжатие и определяем площадь продольной арматуры стакана.

Норм.силы и изгиб в этих сечениях определяют по комбинации усилий, действующих в колонне на уровне верха стакана.

M_3-3=M_sd+V_sd*h_ст

M_3-3=N_sd+G

G– нагрузка от подколонника и части колонны в нем.

Для расчета поперечной арматуры стакана рассматриваем наклонные сечения. Этосечение проводим если e=M_sd/N_sd > l_c/2 , тогда

M^’_k(5-5)=0.8(M_sd+V_sd*h_стак-N*l_c/2)

Если l_c/2 >l>l_c/6 , то расчетное сечение пройдет через К и угловую точку (сечение 6-6)

M_k(6-6)=M+V*h_стак- 0,7N*l

Если е находится в ядре сечения,то поперечная арматура не расчитывается и принимается конструктивно.

В остальных случаях :

A_sw=M_ki/f_ywd*∑z(сверху над суммой –n, а снизу –i=1)

Расчет подколонника завершается компановкой.