Расчет и конструирование фундамента под колонну

Исходные данные

Грунты основания-суглинки, условное расчетное сопротивление грунта R_o=0,36 МПа.

Используем тяжелый бетон класса В25. Расчетное сопротивление растяжению R_bt=1.05 МПа,. Арматура класса А500С, R_s=435 МПа=43,5 кН/см².

Вес единицы объема бетона фундамент и грунта на его обрезах кН/м³.

Высоту фундамента предварительно принимаем 90 см. С учетом пола подвала глубина заложения фундамента H₁=105 см. Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент,. Нормативное усилие.

.

гдеусредненное значение коэффициента надежности по нагрузке.

Определение размера стороны подошвы фундамента

Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по условному давлению на грунт R_o без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения.

Размер стороны квадратной подошвы фундамента :

Давление на грунт от расчетной нагрузки.

Определение высоты фундамента

Рабочая высота фундамента из условия продавливания.

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) Продавливания.

2) Заделки колонны в фундаменте:

3) Анкеровки сжатой арматуры колонны .

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением R_s на бетон, определяется по формуле:

где: A_s и U_s — соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (для арматуры, A_s = 4.91 см²; U_s=3,14· 2,5=7,85 см);

— расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки ;

Где : — коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля ;

— коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

• 1,0 — при диаметре продольной арматуры d_s? 32 мм;
• 0,9 — при d_s = 36 мм и d_s =40 мм.

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:

Где: и — площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (.

— коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля. Тогда:

Кроме того, согласно требования СП 52−101−2003, фактическую длину анкеровки необходимо принимать.

Из 4 величин принимаем максимальную длину анкеровки, т. е.

Следовательно, из условия анкеровки арматуры.

.

Окончательно принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой 105 см и с высотой ступеней 35 см. При этом ширина первой ступени a₁ =1.5 м., а второй a₂ =2.4м.

Проверим, отвечает ли рабочая высота нижней ступени h₀₃=35−5=30 см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=100см) должно выполняться условие:

Поперечная сила от давления грунта:

где: a — размер подошвы фундамента;

р — давление на грунт от расчетной нагрузки (на единицу длины).

— прочность обеспечена.