Расчет фундамента на продавливание колонной

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 13Следующая ⇒

   Определим схему расчета. Для этого проверим, какое из двух условий выполняется:

.

   Выполняется второе условие, следовательно, расчет ведем на продавливание от дна стакана и на раскалывание (2-я схема).

1 Расчет на продавливание

Проверим выполнение условия прочности (ф. 7.19): ,

   где k=1, т.к. материал фундамента – тяжелый бетон;

           b ´ l=3,6 ´5,4 м;

           g _b2 × g _b3 × R_bt=0,9 × 0,85 × 0,66=0,505 МПа;

           h₀ = h - d_p- a = 1,8 - 0,9 - 0,05 = 0,85 м – рабочая высота пирамиды продавливания;

           b_m= b_p+ h₀= 0,5+ 0,85=1,35 м – средний размер оснований боковой грани пирамиды продавливания;

          A₀=0,5b(l-l_p-2h₀)-0,25(b-b_p-2h₀)=0,5 × 3,6(5,4-0,7-2 × 0,85)-0,25(3,6-0,5-2 × 0,85)²= 4,91 м²;

Несущая способность фундамента (правая часть формулы 7.19):

Продавливающая сила (ф. 7.17): ,

   где   > 0,85 – коэффициент, учитывающий частичную передачу силы N через стенки стакана.

Здесь  - площадь боковой поверхности колонны, замоноличенной в стакан.

N_c=4195,2 кН > 2294,3 кН – условие прочности не выполняется.

   Увеличим несущую способность фундамента путем увеличения размеров пирамиды продавливания. Пусть высота фундамента h=2400 мм (рисунок 27).

   Проверим, не изменится ли схема расчета:

 - выполняется первое условие, следовательно, ведем расчет фундамента на продавливание от низа подколонника.

   Проверим выполнение условия (ф. 7.1):

Расчетная продавливающая сила (ф. 7.3): ,

   где - максимальное краевое давление под подошвой фундамента (ф. 7.7);

(ф. 7.6),

   здесь - рабочая высота пирамиды продавливания;

         - средний размер боковой грани пирамиды продавливания.

   Несущая способность плитной части фундамента:

  <  - условие прочности не выполняется. Увеличим высоту первой ступени: h₁=450 мм (рисунок 28).

Рисунок 27 – Схема к расчету фундамента по несущей способности

Тогда ; ;

> - условие выполняется, прочность фундамента на продавливание колонной обеспечена при h=2400 мм; h₁=450 мм (рис. 29).

Расчет фундамента на изгиб

   Выполняется для подбора рабочей арматуры плитной части (подошвы).

   Вычислим внутренние изгибающие моменты в плоскости эксцентриситета по формуле 8.2. Для этого определим дополнительное давление от нагрузки под подошвой фундамента.

   Вычислим давление от нагрузки, соответствующее сечениям 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 (рисунок 28).

Рисунок 28 – Схема к расчету фундамента на изгиб

,

,

,

.

   Тогда ,

           ,

           ,

            .

   Требуемая площадь арматуры в направлении, параллельном длине фундамента (ф. 8.1):

,

,

,

.

    Принимаем наибольшее из полученных: . При рекомендуемом шаге стержней 200 мм, количество стержней – 19 штук. Площадь одного стержня  - это соответствует Ø20.

   Внутренние изгибающие моменты в направлении, перпендикулярном плоскости эксцентриситета (ф. 8.6):

,

,

,

.

   Требуемая площадь арматуры в каждом сечении:

,

,

,

.

   Принимаем . Количество стержней при шаге 200 мм – 28 штук. Площадь одного стержня:  - это соответствует Ø12.

   Так как ширина фундамента b=3,6 м > 3,0 м, для армирования подошвы принимаем четыре сетка марки  и  (рисунок 29).

Рисунок 29 – Схема раскладки арматурных сеток С1 и С2

Задача 5.  Вычислить методом элементарного послойного суммирования осадку фундамента, рассчитанного в задачах 1 – 4.

   Расчет осадки выполняется по второй группе предельных состояний.

   Для расчета осадки сжимаемую толщу разбиваем на слои, мощностью .

   Давление от веса грунта в уровне подошвы (ф. 6.1):

.

   Среднее давление под подошвой фундамента (ф. 5.7):

.

   Дополнительное давление от нагрузки (ф. 6.4): .

Исходя из соотношений находим коэффициент α (табл.1 прил.2 литературы [6]) и заносим в таблицу (таблица 13). Все вычисления производим в табличной форме и отражаем на схеме (рисунок 30).

Таблица 13 – Вычисление напряжений в основании фундамента

   Так как на глубине  от подошвы фундамента выполняется условие , считаем, что это нижняя граница сжимаемой толщи. Вычисляем осадку фундамента (ф. 6.9 и 6.10):

   Допустимая максимальная осадка отдельного фундамента в таком здании согласно приложения 4 литературы [6] .

   Условие S < S_u выполняется, следовательно,данный фундамент на данном основании устраивать можно.

Рисунок 30 – Схема к расчету осадки

Задача 6. Рассчитать фундамент под колонну общественного здания. Размеры здания: высота – 10,3 м, длина в осях – 36 м. Колонна железобетонная сечением 400×400 мм, глубина замоноличивания – 900 мм. Высота фундамента – 1,8 м, глубина заложения – 2,0 м. Нагрузка, передаваемая колонной на фундамент в уровне обреза N _{0, n} =1900 кН (коэффициент надежности по нагрузке γ _f принять равным 1,2). От поверхности до глубины 3,25 м залегает песок средней крупности средней плотности (γ=16,8 кН/м³, γ _s =26 кН/м³, е=0,65, Е=30 МПа). Далее залегает песок пылеватый влажный (γ=17,2 кН/м³, е=0,75, Е=11 МПа), мощность слоя не ограничена.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США