5.2. Расчет тела фундамента

Расчет тела фундамента заключается в определении его высоты, количества и размеров ступеней, подбора рабочей арматуры подошвы фундамента.

5.2.1. Определение высоты

Высота фундамента определяется в зависимости от способа его сопряжения с колонной. В нашем курсовом проекте стаканное сопряжение, а, следовательно, определяется минимальная толщина дна стакана из условия прочности дна стакана на продавливание:

ν_Sd ≤ ν_Rd,c,

где ν_Sd – погонная поперечная сила, вызванная нагрузкой от колонны, кН/м;

ν_Rd,c – допускаемая расчетная поперечная сила, МН/м, вопринимаемая расчетным сечением плиты без поперечного армирования по расчетному критическому периметру пирамиды продавливания.

Определим толщину дна стакана:

МН

МН

МН

Получаем .

Здесь принято =0,002 и k=1,4.

Уточняем значение k:

Полна высота фундамента определяется суммой толщины дна стакана, защитного слоя бетона, глубины заделки колонны в фундамент и подливки.

м.

Принимаем h=1350мм (кратно 150мм).

При стаканном сопряжении, кроме защитного слоя бетона c_cov=80 мм, добавляяется глубина заделки колонны в стакан, которая принимается не менее величины поперечного сечения колонны, т.е. 400 мм, и толщина «подивки» под колонну – не менее 50 мм.

Высоту нижней ступени фундамента принимают равной 300 или 450 мм. При высоте плитной части фундамента h < 900 мм можно принять две ступени, а при h ≥ 900 мм – три ступени. Более трех степеней не выполняют.

5.2.2. Расчет на раскалывание

При стаканном сопряжении колонны с фундаментом производится проверка прочности фундамента на раскалывание по формуле

,

где μ – коэффициент трения бетона по бетону, μ=0,75; γ₁ – коэффициент условий работы фундамента в грунте, γ₁=1,3; А₁ – площадь вертикального сечения фундамента по оси колонны за вычетом площади стакана.

МПа.

м² .

кН >

Прочность на раскалывание обеспечена.

5.2.3. Проверка прочности нижней ступени

Ступени фундамента работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта.

Максимальный вынос нижней ступени проверяется на прочность по наклонному сечению из условия восприятия бетоном всей поперечной силы от отпора грунта.

.

где - поперечная сила от отпора грунта

кН/м²; м; мм.

кН.

- наибольшая поперечная сила, которую может воспринять бетон нижней ступени.

кН.

Прочность обеспечена.

Определим периметр вышележащей ступени: > м. Следовательно расчет нижней ступени на продавливание не производится, выполняется только расчет на действие поперченной силы.

Принятые размеры фундамента удовлетворяют условия прочности.

5.2.4. Расчет арматуры

Рабочая арматура подошвы фундамента определяется по изгибающим моментам. Определим изгибающие моменты в сечениях I-I, II-II, III-III.

кНм;

кНм;

кНм.

Требуемая площадь арматуры:

см² ;

см² ;

см² .

Фундамент – квадратный в плане, поэтому в каждом из двух направлений принимаем 12Ǿ12 мм, класс арматуры S500, A_s=12,43 см² > A_{s3 max}=9,06 см² . Шаг стержней 200 мм.

При принятых размерах проверим прочность дна стакана на продавливание.

Рабочая высота стакана

м.

Длина критического периметра

м .

Площадь внутри расчетного критического периметра

м² .

Поперечная сила

кН .

Погонная поперечная сила

кН/м.

Расчетный коэффициент армирования ρ_l и коэффициент k

; .

Допускаемая расчетная поперечная сила

кН/м, что больше кН/м.

Прочность обеспечена.