В качестве материала фундамента берем бетон класса В 15, толщину защитного слоя бетона a принимаем 3,5 см. hо = 1,2 — 0,035 = 1,165 м.
Определяем расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах:
Gфр = 1,1 * 35.1 = 0,3 861 МН.
Gгрр = 1,2 * 46.8 = 0,5 616 МН.
Давление под подошвой фундамента от действия нагрузок.
Поперечная сила у грани колонны и у грани башмака.
QI = Рсрр * b * (l — lк) / 2.
QII = Рсрр * b * (l — lк) / 2.
QI = 0.9 992 * 1,5 * (1,5 — 0,35) / 2 = 0.0862 МН.
QII = 0.9 992 * 1,5 * (1,5 — 0,9) / 2 = 0.4 496 МН.
Проверяем условие:
QI < ?b3 * Rbt * b * ho;
QII < ?b3 * Rbt * b * ho1;
Для бетона В 15 Rbt = 0.75 кПа.
- 0.0862 < 0,6 * 0.75 * 0,9 * 0.265 * 1,165 = 0.125
- 0.4 496 < 0,6 * 0,75 * 1,5 * 0,265 = 0,179
Условие выполняется, поэтому установка поперечной арматуры не требуется и расчет на поперечную силу не производится.
Находим расчетную продавливающую силу.
F = N — Рсрр * А = 0,1306 — 0,9 992 (0,35 + 2 * 1,165)2 < 0.
Продавливающая сила F < 0, значит размер пирамиды продавливания больше размеров фундамента, т. е. прочность фундамента на продавливание обеспечена.
Определяем изгибающие моменты у грани колонны и у грани башмака:
МI = 0,125 * Рсрр * (l — lк)2 * b;
МII = 0,125 * Рсрр * (l — l1)2 * b;
МI = 0,125 * 0,9 992 *(1,5 — 0,35)2 * 1,5 = 0,025 МН*м МII = 0,125 * 0,9 992 *(1,5 — 0,9)2 * 1,5 = 0,007 МН*м.
В качестве рабочих стержней принимаем арматуру A-III с расчетным сопротивлением Rs = 365 МПа.
Требуемая площадь сечения арматуры:
Принимаем 6 стержней O 10 мм A-III c As = 4,71 см2. Шаг стержней 200 мм.
Модуль упругости арматуры Es = 200 000 МПа и бетона Eb = 23 000 МПа. Определяем соотношение n = 200 000 / 23 000 = 8,7.
Коэффициент армирования у грани колонны и башмака:
Упругопластический момент сопротивления сечения фундамента у грани колонны и башмака:
Расчетное сопротивление растяжению для второй группы предельных состояний.
Rbtn = 1.15 МПа.
Момент трещинообразования Mcrc = Rbtser * Wpl.
McrcI = 1.15 * 0.843 = 1.364 МН*м.
McrcII = 1.15 * 0.040 = 0.046 МН*м.
Проверяем выполнение условия M < Mcrc
0,025 < 1,364 МН*м, 0,008 < 0,046 МН*м.
Следовательно, трещины в теле фундамента не возникают.