Расчет фундамента под колонну по оси А

Определение усилий

На фундамент передаются усилия от колонны (сечение IV-IV), веса стены и фундаментной балки, веса фундамента и грунта на его обрезах. Стеновая панель из легкого бетона размерами 1,2Ч0,3Ч12,0 весит 10 кН; до отметки 13,2 укладываются 6 панелей.

Суммарная высота 2 оконных проемов составляет 6,0 м (0,5 кН/м²). Вес фундаментной балки 51 кН. Нормативная нагрузка от веса стены.

кН.

Расчетная нагрузка.

кН.

м.

Усилия, действующие на уровне подошвы фундамента:

.

.

где M₃, Q₃ и N₃ — усилия от колонны в сечении IV-IV на уровне обреза фундамента. H_f=1,55 м. Средний коэффициент перегрузки .

Определение размеров подошвы фундамента.

Размеры подошвы фундамента определяем по наибольшему усилию для расчета по II группе предельных состояний.

м².

где 1,05 — коэффициент, учитывающий влияние момента; R₀=250 кН/м² — условное расчетное давление на грунт основания; кН/м³ — вес единицы объема материала фундамента и грунта на его обрезах; H₁ — глубина заложения фундамента.

Задаемся соотношением сторон подошвы фундамента.

; м, тогда м.

Фактическая площадь подошвы фундамента м².

Принятые размеры подошвы фундамента проверяем на действие комбинацией усилий для расчета по II группе предельных состояний из следующих условий:

.

.

.

Комбинация усилий 4.

Эксцентриситет силы, веса фундамента и грунта на его уступах.

м.

Следовательно, сила находится внутри площади сечения ядра, вычисляем и краевые давления на грунт:

Следовательно, принятые размеры фундамента недостаточны.

Принимаем a=3,0 м, b=2,4 м, тогда A=7,2 м²,.

Комбинация усилий 5.

Эксцентриситет.

м.

Комбинация усилий 6.

Эксцентриситет.

м.

Принятые размеры фундаментов достаточны.

Расчет прочности тела фундамента.

Фундамент выполнен из тяжелого бетона класса B12,5;

арматура из горячекатаной стали класса А-II.

Расчет на продавливание плитной части фундамента при стаканном сопряжении сборной колонны.

Определим высоту плитной части фундамента из расчета на продавливание от нижнего обреза подколонника (стакана) для случая монолитного его сопряжения с плитой.

Назначим размеры подколонника.

м, где — зазор между колонной и стенкой подколонника; м — минимальная толщина стенки.

м.

Принимаем размеры стакана м и м.

Вычислим наибольшее давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах на усилия комбинаций 1, 2, 3.

Комбинация 1

.

Комбинация 2.

.

Комбинация 3.

.

Для расчета принимаем максимальное краевое давление .

С учетом защитного слоя арматуры, равного 7 см, и рекомендаций принимаем плиту фундамента см; см.

Высота подколонной части

.

Проверка крайней грани на продавливание:

— среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания.

м;

— площадь прямоугольника ABCDG, на которую действует продавливающая сила,.

Расчетная продавливающая сила, действующая на рассматриваемую грань,.

кН.

Прочность сечения

.

т. е. прочность рассматриваемой грани обеспечена.

Проверяем прочность плиты на поперечную силу:

.

кН, где — для тяжелого бетона.

Следовательно, прочность плиты на действие поперечной силы обеспечена.

Определение сечения арматуры подошвы фундамента.

Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне а, определяем по изгибающему моменту в сечении I-I.

где кН/м²;

;

см².

Принимаем в продольном направлении 16 стержней Ш12 мм с шагом 15 см и см².

Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне b, определяем по изгибающему моменту в сечении II-II.

кН/м².

см².

Принимаем 12 стержней Ш14A-II c см²>.

Расчет подколонника.

Отношение ,.

следовательно, стаканная часть фундамента рассчитывается как железобетонный элемент и армируется продольной и поперечной арматурой.

Принимаем глубину стакана h=1000 см, что удовлетворяет условию анкеровки арматуры колонны.

см и условию заделки колонны см.

Площадь сечения продольной арматуры определяем из расчета на внецентренное сжатие коробчатого сечения на уровне дна стакана.

Усилия на уровне дна стакана (сечение IV-IV).

.

кН.

Эксцентриситет усилия относительно центра тяжести сечения (оси колонны).

см;

эксцентриситет усилия относительно центра тяжести растянутой арматуры.

см, где.

см; см; см.

Приводим коробчатое сечение стакана к двутавровому.

Проверка условия:

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке.

По расчету арматура не требуется и назначается конструктивно. Принимаем минимальный процент армирования % от площади поперечного сечения стакана.

см²;

см².

Устанавливаем с каждой стороны сечения стакана по 6Ш12A-III c см².

Поперечную арматуру определяем из расчета на изгибающий момент по наклонному сечению, проходящему через верхние ребра стакана и условную ось поворота колонны.

Эксцентриситет усилия

см;

см,.

см.

Следовательно, см.

В качестве поперечного армирования принимаем сварные сетки из арматуры класса A-I с МПа. Шаг сеток 10 см по всей высоте стакана.

Площадь сечения поперечных стержней одной сетки в направлении действия изгибающего момента определяем по формуле.

см.

Принимаем минимально допустимый диаметр стержня 8 мм с см²; см².Проверяем прочность стакана на местное сжатие при осевом приложении силы N=1380,8 кН.

Площадь смятия см². Рабочая площадь см². a=1 для бетона марки B25.

МПа.

кН.

при равномерном распределении нагрузки, т. е. прочность бетона на местное сжатие обеспечена, косвенного армирования не требуется.