10

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение профессионального образования

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Расчет железобетонного фундамента под сборную колонну.

Преподаватель Нифонтов А.В.

Студент гр.147 Жукова Е.М.

Нижний Новгород - 2011

Содержание

Стр.

1. Определение размеров подошвы фундамента от усилий при ………………………3

2. Расчет фундамента на прочность………………………………………………………….……4

2.1. Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента…………………….…..4

2.2. Расчет на продавливание плитной части фундамента…………………………………...5

2.3. Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана…….6

2.4. Проверка фундамента на раскалывание от действия продольной силы N_c …………....7

2.5. Расчёт плитной части фундамента на поперечную силу………………………………...7

2.6. Расчёт плитной части фундамента на обратный момент…………………………….….7

2.7. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента…………….….7

2.8. Расчёт подколонника ……………………………………………………………………...9

2.9. Расчёт поперечной арматуры подколонника производим от второго сочетания

усилий…………………………………………………………………………………….....10

2.10. Расчёт подколонника на местное сжатие под торцом колонны производим от

первого сочетания усилий………………………………………………………………...11

3. Проверка ширины раскрытия трещин……………………………………………………..…...11

3.1. Нижнее сечение подколонника…………………………………………………………....11

3.2. Проверка ширины раскрытия трещин…………………………………………………….11

Библиографический список....……………………………………………………………………..12

1. Определение размеров подошвы фундамента от усилий при

Требуется рассчитать железобетонный фундамент под среднюю колонну. Исходные данные: расчетное сопротивление грунта основания R = 340 кПа, глубина заложения Н = 1,65 м, высота фундамента h = 1,5 м, бетон класса В15, бетон замоноличивания стакана класса В15 арматура плитной части А400.

Усилия на обрезе фундамента при:
1-ое сочетание усилий	N1=272,89+3∙602,6+3∙30,475= =2172,12 кН	N1= 330,84+3∙725,28+3∙33,52= =2607,24 кН
	М1= 0,00 кН м	М1= 0,00 кН м
2-ое сочетание усилий	N2=272,89+3∙602,6‑0,5∙372,89+ +2∙30,475=1955,19 кН	N2 = 330,84+3∙725,28‑0,5∙454,86+ +2∙33,52=2346,29 кН
	М2= 14.45/1.2=12.04 кН м	М2=29.91/1.2=24.92 кН м
	Q2 = 12.04/1.2=10.03кН	Q2 = 24.92/1.2=20.77кН

1. Определение размеров подошвы фундамента от усилий при

От первого сочетания усилий (центральное сжатие)

Принимаем b = 1=3 м, А = 3·3 = 9м²; G_ф = 20 ·9 ·1,65=297 кН

< R=340 кПа

От второго сочетания усилий (внецентренное сжатие)

Усилия в уровне подошвы фундамента:

N_Ф = N₂ + G_Ф = 2430,94 + 297=2727,94кН

_{MФ= M2 +Q2h= 15,48+ 7,69}^._{1,5=27,02 кНм}

Принятые размеры подошвы фундамента удовлетворяют обоим сочетаниям усилий.

Рисунок 1. Эпюры напряжений под подошвой фундамента от нагрузок при _f=1,0

2. Расчет фундамента на прочность

0. 2.1 Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента

- от первого сочетания усилий N₁= 3002,72 кН; М₁= 0 кН м;

- от второго сочетания усилий N₂ = 2792,94 кН; М₂=18,58 кН м; Q₂ = 9,23 кН.

Рисунок 2. Эпюру напряжений под подошвой фундамента от расчетных

нагрузок.

1. 2.2 Расчет на продавливание плитной части фундамента

Анализируя полученные эпюры давления р, расчёт на продавливание плитной части фундамента производим от первого сочетания усилий.

Продавливающая сила: F = pA₀ = 333,64(3,0+2,6)0,2/2 = 186,84 кН.

Условие прочности: F  R_btb_mh₀₁; 186,84 кН  0,752350250 =440625Н =440,6кН;

где: b_m = (2600 + 2100)/2 = 2350мм.

Прочность нижней ступени на продавливание обеспечена.

Рисунок 3. Схема образования пирамиды продавливания плитной части фундамента.

1. 2.3 Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана.

Условие выполнения расчета

h_cf-d_p=600-650<0,5(l_cf-l_c)=0,5(900-400)=250мм, расчет необходим

А_с = 2 (b_c +l_c)·d_c= 2(400+400)·600 = 960000 мм²

α = ( 1-0.4 R_btA_c/N₁₎ = ( 1-0,4^.0,75^.960000/ 3002720) = 0,9> 0,85, принимаем α =0,9

А₀ = (( 3000+2100)/2)450 = 1147500 мм²

b_m = (3000+500)/2 = 1750 мм²

Условие прочности на продавливание

N_c = α·N = 0,9·3002,72 = 2702,45 кН < blR_bt b_mh_op/A₀=3000·3000·0,75·1750·800/1147500 = 8235294H = 8235,3 кН

Прочность на продавливание обеспечена продольной силой N_с от дна стакана.

Рисунок 4. Схема продавливания фундамента.

2.4. Проверка фундамента на раскалывание от действия продольной силы N_c

Не требуется, так как обеспечена его прочность на продавливание колонной от дна стакана.

2.5. Расчёт плитной части фундамента на поперечную силу

При: b/l = 3,0/3,0 = 1,0  0,5 не требуется.

2.6. Расчёт плитной части фундамента на обратный момент

Также не требуется по причине однозначной эпюры напряжений под подошвой фундамента.

2.7. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента

Сечение 1 – 1 (по грани средней ступени):

h₁ = 300мм, h₀₁ = 250мм, b = 3,0м, с₁ = 450мм.

М_1-1 = 0,5pbс₁² = 0,5333,6430,45² = 101,34 кНм;

_m = М_1-1/(R_bbh₀₁²) = 101340000/(8,53000250²) = 0,064  ξ₁ = 0,066;

А_S1 = М_1-1/(R_S(1-0,5*ξ₁)h₀₁) = 101340000/(355(1-0,5*0,066)250) =1180,83 мм².

Сечение 2 – 2 (по грани верхней ступени):

h₂ = 600мм, h₀₂ = 550мм, b =3,0 м, b₁ = 2,1м, с₂ = 750мм.

М_2-2 = 0,5pbс₂² = 0,5333,643,00,75² = 281,51 кНм;

_m = М_2-2/(R_bb₁h₀₂²) = 281510000/(8,52100550²) = 0,052  ξ₂ =0,053;

А_S2 = М_2-2/(R_S(1-0,5*ξ₂)h₀₂) = 281510000/(355(1-0,5*0,053)550) =1481,04 мм².

Сечение 3 – 3 (по грани подколонника):

h₃ = 900мм, h₀₃ = 850мм, b = 3,0м, b₂ = 1,5м, с₃ = 1050мм.

М_3-3 = 0,5pbс₃² = 0,5333,643,01,05² = 551,76 кНм;

_m = М_3-3/(R_bb₂h₀₃²) = 551760000/(8,51500850²) = 0,06  ξ₃ = 0,062;

А_S2 = М_3-3/(R_S(1-0,5*ξ₃)h₀₃) = 551760000/(355(1-0,5*0,062)850) = 1887,03 мм².

Рисунок 5. Расчетные схемы и сечения при определении арматуры в подошве фундамента.

В направлении b площадь арматуры будет такой же, так как реактивный отпор грунта и вылеты ступеней имеют такие же значения.

По большей площади, равной 1887,03 мм² принимаем одну сетку размерами 2,9х2,9 м с арматурой в обоих направлениях с 16 14 А 400 в обоих направлениях с A_S = 2462 мм² (+30).

Процент армирования расчётных сечений:

₁ = A_S1100/(bh₀₁) =2462100/(3000250) = 0, 328  min = 0,05;

₂ = A_S2100/(b₁h₀₂) =2462100/(2100550) = 0,213 min = 0,05;

₃ = A_S3100/(b₂h₀₃) =2462100/(1500850) = 0, 193 min = 0,05;