Расчет железобетонного фундамента

Запроектировать фундамент под центрально нагруженную колонну при следующих данных: сечение колонны 400×400 мм, продольная арматура колонны 4Ш12 класса S500, расчетное усилие, передаваемое колонной NSd = 1339 кН.

Бетон класса С16/20: fck = 16 МПа; МПа (Н/мм2);

.

Рабочая арматура класса S500: fyk =500 МПа; МПа.

Расчетное сопротивление грунта основания R = 250 кПа.

Средний вес тела фундамента и грунта на его ступенях гm =20 кН/м3.

Глубина сезонного промерзания грунта 1,25 м. Определение размеров подошвы фундамента. При определении размеров подошвы фундамента расчетное усилие принимается при :

кН, где — усредненный коэффициент безопасности по нагрузке.

Площадь подошвы фундамента:

м2,.

где Hf = 1,3 м — глубина заложения фундамента.

Центрально нагруженные фундаменты принимаются квадратными в плане:

м Принимаем квадратный в плане фундамент со сторонами af = bf = 2,2 м.

Площадь подошвы фундамента Аf = af•bf = 2,2 • 2,2 = 4,84 м².

Расчетное давление грунта на подошву фундамента:

Н/м2 = 0,277 Н/мм2.

Вылет консоли фундамента:

м = 900 мм Рабочая высота плитной части фундамента:

мм Высота плитной части фундамента:

hpl = d + cnom + ш = 346 + 80 + 20= 446 мм Высота фундамента определяется, исходя из длины анкеровки арматуры колонны в теле фундамента и защемления колонны в стакане фундамента. Глубина стакана? lanc + 50 мм =364+50=414мм.

Высота фундамента Hf = hql + 200 мм и кратна 150 мм. Таким образом принимаем общую высоту плитной части hpl = 0,750 м.

Проектируем плитную часть, состоящую из двух ступеней высотой 0,3 м и 0,45 м.

Расчет рабочей арматуры подошвы фундамента Рабочая высота плиты фундамента.

d1 = 750 — 100 = 650 мм.

Рабочая высота нижней ступени фундамента.

d2 = 300 — 100 = 200 мм.

Принимаем: размер верхней ступени фундамента = 1,2 м; вылет верхней ступени l1 = 0,900 м; вылет нижней ступени l3 = 0,500 м.

кНм кНм Площадь сечения арматуры.

мм2.

мм2.

Коэффициент армирования.

В пределах средней части ширины фундамента, равной 0,3af = 0,99 м должно выполняться условие.

Из сопоставления полученных коэффициентов армирования можно сделать вывод, что определяющим является расчет по прочности верхней ступени фундамента. Площадь сечения арматуры определяется с учетом наибольшего коэффициента армирования.

мм2.

Принимаем сетку из стержней ш18 класса S500 с шагом 200 мм. Рабочая высота dx сетки в х — направлении (нижнее направление) равна 659 мм, а рабочая высота dy сетки в у — направлении (верхнее направление) равна 641 мм.

Рисунок 5.5. Сетка для армирования плиты фундамента.

Проверка высоты плитной части фундамента на продавливание Условие прочности на продавливание:

.

где = 1,0 — при центральном нагружении фундамента.

Длина критического периметра и = 4• hcol + 2 • р • d • 1,5 = 4 • 400 + 2 • 1,5 • р • 650 = 7723 мм = 7,723 м Критическая площадь мм2.

Продавливающая сила.

кН Погонная поперечная сила Н/мм.

Площадь продольной арматуры, расположенной в х — направлении в пределах ширины (полосы) фундамента, равной мм, составляет: мм2.

Коэффициент продольного армирования в х — направлении.

где d1, x; d1, y = d1 ± ш/2.

Площадь продольной арматуры, расположенной в у — направлении в пределах ширины (полосы) фундамента, равной hcol + 3d = 400 + 3 • 650 = 2350 мм равна.

мм2.

Коэффициент продольного армирования в у — направлении.

Погонная поперечная сила, которую может воспринять плита фундамента Н/мм.

Н/мм Поскольку принимаем Н/мм.

В связи с тем, что Н/мм > Н/мм, прочность плитной части на продавливание обеспечена.

Аналогичным образом выполняется проверка прочности на продавливание нижней ступени фундамента. Данный расчет при выполнении расчетно-графической работы не обязателен.