Расчет фундамента под колонну

1. Расчёт фундамента под среднюю колонну

Исходные данные:

в_к=h_k=40 см

d_з.ф=1,6 м

R₀=200 кПа

N=722,57 кН

?_ср=20 кн/м³

а=7 см Выбор материалов:

Бетон класса В15

R_вt=0,75 мПа=750 кПа Арматура класса А-ll

R_s=280 мПа.

2. Расчётная схема фундамента

Определяем требуемую площадь подошвы фундамента.

А_ф^тр==²

Требуемые размеры подошвы фундамента.

а_ф^тр=в^тр_ф=_ф^тр=м а_ф=в_ф=2,1 м Площадь подошвы фундамента.

А_ф=а_ф*в_ф=2,1*2,1=4,41 м Давление грунта под подошвой фундамента.

Р_гр=N/А_ф+ ?_ср*d_з.ф=722,57/4,41+20*1,6=195,85 кпа.

Т.к. Р_гр=195,85 кпаR₀=200 кпа, размер подошвы принят верно.

Высоту фундамента определяем из трёх условий.

а) из условия обеспечения прочности фундамента на продавливание.

Н_ф1=Н₀+а=0,237+0,07=0,307 м

h_0ф== -=0,237 м.

Из условия надёжного закрепления колонны в стакане фундамента.

б) Н_ф2=к_ст+h_cт=0,2+1,5*в_к=0,2+1,5*0,4=0,8 м в) Из условия прочности фундамента на действие поперечной силы.

Н_ф3=h₀₃+a=0,39+0,07=0,46 м

h₀₃=_в==0,39

Q_max=½*P_гр*а_ф*(в_ф-в_к)=1.2*195,85*2,1*(2,2−0,4)=349,59 кн А_ф^в=1,2

Определяем высоту фундамента.

Н_ф=0,8 м Определяем количество ступеней принимаем.

h₁=0,4 м; h₂=0,4 м Определяем максимально изгибающий момент.

М_max=1/8*Р_гр*а_ф*(в_ф-в_к)²=1/8*195,85*2,1*(2,1−0,4)²=148,57 кнм Требуемая площадь рабочей арматуры.

А_s^тр=M_max/R_s*з*h₀=148,57*100/280*0,1*0,9*73=8,08 см²

h₀=H_ф-а=80−7=73 см.

Принимаем шаг стержней S=200 мм, количество стержней.

n=a_ф/S+1 =2,1/ 0,2+1=1,1, в одном направлении.

Требуемая площадь одного стержня.

А_si^тр= А_s^тр/h=8,08/11=0,735 см²

По сортаменту принимаем.

1110А-ll с А_s=10*0,785=7,85 см² в одном направлении Сетка С5 (шт 1)

Расчёт плиты перекрытия по несущей способности. Сбор нагрузок на 1 м? перекрытия

g^н=4,77 кн/м? g^н=5,76 кн/м?

Сбор нагрузок на 1 м? полки плиты. (кн)

g^н=3,85 кн/м? g^р=4,75 кн/м?

Опалубочный чертёж.

2. Выбор материалов

Принимаем бетон кл. В20

Расчётные характеристики.

Rв=Rвг_в2=11,50,9=10,35 мпа

Rвt=R_вtг_в2=0,90,9=0,81 мпа Арматура:

Для сеток Вр-l

R_s=(375−360) для 3 — 5 (мпа) Для каркасов А-lll

Rs=355 для 6−8 (мпа)

Rs=365 для 10−40 (мпа) Расчёт полки плиты.

Расчётная схема.

g_p=g_p1 м=4,751=4,75 кн/м Эпюра «М»

Мmах = qрl?0/48=4,751,38?/48=0,19 кнм

ho=h-a=3−1,5=1,5 (см) Компоновка схемы перекрытия.

Определяем коэффициент А0=М_max/R_ввh0?=0,19 100/10,350,11 001,5?=0,082

з (A0=0,082)=0,957

е (A0=0,082)=0,086

Определяем высоту сжатой зоны х Х=еh0=0,0881,5=0,132 (см) Требуемая площадь рабочей арматуры

A^s_тр= МmaxR_sзh0=0,191 003 650,10,9571,5=0,36 см?

По сортаменту сварных сеток (ГОСТ 8478−86*) принимаем сетку из обыкновенной арматурной проволоки марки.

В_р-l-200−3 с А_s=0,4 см? с рабочей арматурой в обоих направлениях В_р-l-200−3

Спецификация П1. 3Вр-l L=5940 n=8

Вес 0,0565,94=0,338=2,64 кг П2. 3Вр-l L=1430 n=31

Вес 0,0561,43=0,0831=2,48

M_c1=5,12 кг

3. Расчёт поперечных рёбер

Поперечные ребра рассматриваем как балку частично защемленную в продольных ребрах и загруженную равномерно распределённой нагрузкой.

q_тр=gртабл (2Lполки2+вр)=4,75(21,382+0,09)=6,98 кн/м фундамент площадь давление плита

g_тр=6,98 кн/м Эпюра «М»

М_max=q_трl0?12=6,981,36?12=1,08 кнм Эпюра «Q»

Qmax=q_трl04=6,981,364=2,37 кн В=9+4=6,5 см=7 см

Bfвр+2 всв=7+2

Принимаем а=3 см, h0=h-a=14−3=11 см Расчёт по нормальному сечению. Определяем момент воспринимаемый верхней сжатой полкой.

М_f?=Rв в_f? h_f?(h0-h_f?2)=10,35=1533,87 кнсм=15,34 кнм Т. к М_max=1,08 _f?=15,34 кнм нейтральная ось находиться в верхней сжатой полке (первый случай расчёта), сечение доводим до прямоугольного с размерами в_f? и h.

Определяем коэффициент А0=Мmax0?=?=0,017

Сравниваем А0 и А0_max

Т.к. А0=0,0170_max=0,43 армирование одиночное.

з (A0=0,016)=0,992

е (A0=0,016)=0,017

Определяем высоту сжатой зоны х

Х=0=0,017

Сравниваем х и h_f?

Т.к. х=0,19 нейтральная ось действительно располагается в верхней сжатой полке.

Требуемая площадь рабочей арматуры А_s^тр=М_max0=

По сортаменту принимаем 1 6А-lll с А_s=0,283 см?

ds=6A-lll dsw=3Bp-l

ds1=6A-lll

Расчёт по наклонному сечению.

Определяем условие образования наклонных трещин.

Q_maxвt

Q_вt=

Т.к. Q_max=2,37 кнQ_вt=3,74 кн наклонные трещины не образуются.

Определяем шаг поперечной арматуры.

S_sw^оп=10 см

S_sw^cр=

Максимально допустимый шаг

S_sw^max=0?==43,4 см

Спецификация П3. — lll L=1420 n=2

Вес 0,2221,42=0,322=0,64 кг П4. l L=120 n=9

Вес 0,056

m_кр1=0,703 кг Расчёт продольных рёбер.

Продольные рёбра рассматриваем как балку на двух опорах загруженную равномерно распределённой нагрузкой

L₀=L_констр-2_оп/2= 5970−2=5835 мм.