Розрахунок і конструювання ступінчатого фундамента.

Розрахункова схема. Центрально навантажений фундамент розраховуємо як плиту, завантажену рівномірно розподіленим навантаженням, рівним відпору грунту під дією повздовжньої сили, що передається колоною, а також під дією власної ваги фундамента і насипного грунту.

Висоту тіла фундамента H_f вибираємо таку, щоб його підошва розташовувалась нижче глибини промерзання грунту, а верхній обріз був на h₁ = 0.3…0.4 м нижче рівня полу. Таким – чином, глибину закладання фундамента приймаємо рівною h = H_f – h₁ = 1.1 + 0.3 = 1.4 м.

Навантаження і основні розміри фундаманта.Нормативне навантаження складає N_n = N/ = 1725.58/1.15 = 1500.5 кН, де = 1.15 – усереднений коефіцієнт надійності.

Площа підошви фундамента визначаємо по формулі:

A_f = N_n/(R₀ – _mh) = 1500.5/(210 – 20*1.4) = 8.24 м

де _m = 20 кН/м³ – середня питома вага фундамента зі зворотньою засипкою грунту на його сходинках;

R₀ – умовний розрахунковий опір грунту.

Фундамент приймаємо квадратним в плані з розмірами підошви (a_f), рівними не менше a_f   A_f = 8.24 = 2.9 м. Приймаємо a_f = 3.3 м.

Перивіряємо умову p  R₀.

Тиск підошви фундамента на основу, рівне відпору грунту, визначаємо за допомогою формули:

p = N_f/A_f,

де N_f = N + A_fh_m = 1725.58 + 10.89*1.4*20 = 2030.5 кН – розрахункове навантаження на підошву фундамента.

Р = 2030.5/10.89 = 186.5 кН

Оскільки Р = 0.186 МПа < 0.21 МПа, тому дані розміри фундаменту прийнятні.

Монолітний фундамент виконуємо трохступінчатим. Знаходимо мінімальну висоту сходинки:

h_l,min = 1/(2*R_bt)*(a_f - b_c – 2h₀)p = 1/(2*1.4)*(3.2 – 0.3 – 2*1.4)*0.186 = 6 мм.

Міцність фундаменту на продавлювання по поверхні піраміди забезпечена при умові:

F <= R_btb_mH₀,

де F = N – p (b_c + 2H₀)*(h_c + 2H₀) = 1725.58 – 186.5(0.3 + 2*1.03)*(3.6 + 2*1.03) = 1473.38 кН – розрахункове зусилля, викликане продавлюванням;

b_m = 2 (b_c + h_c + 2H_c) = 2(0.3 + 3.67 + 2*1.03) = 12.06 м – усереднений пиримитр верхньої і нижньої основи піраміди продавлювання;

H₀ = H_f - = 1.1 – 0.07 = 1.03 м – корисна висота фундамента.

F = 1473.38 < 1400*12.06*1.03 = 17390.52 кН

Робоча арматура. Розраховуємо згинальний момент в перерізах:

M₁ = 1/8(a_f – а₂)²a_fp = 1/8(3.3 – 2.7)²3.3*186.5 = 110.78 кН

M₂ = 1/8(a_f – а₃)²a_fp = 1/8(3.3 – 1.7)²3.3*186.5 = 196.94 кН

M₃ = 1/8(a_f – b_c)²a_fp= 1/8(3.3 – 0.3)²3.3*186.5 = 692.4 кН

Відповідно їм потрібна площа перерізу арматури підбираємо по формулам:

A_s1 = M₁/(0.9*h₀₁R_s) = 11094000/(0.9*365*100*30) = 11.26 см²

A_s2 = M₂/(0.9*h₀₂R_s) = 19694000/(0.9*365*100*70) = 8.56 см²

A_s3 = M₃/(0.9*h₀₃R_s) = 69240000/(0.9*365*100*110) = 19.16 см²

Приймаємо 17 d 12 А – ІІІ, А_s = 19.23 см²

15 d 14 А – ІІІ, А_s = 23.08 см²

Фундамент армуємо по підошві зварними сітками із стержнів періодичного профілю.

Список використаної літератури

1. ИВАНОВ-ДЯТЛОВ И.Г., ДЕЛЛОС К.П., ИВАНОВ-ДЯТЛОВ А.И. и другие. Строительные конструкции/Под ред. В.Н. БАЙКОВА и Г.И. ПОТАПОВА.-М.: Высш. шк., 1986. - 543 с.

2. Железобетонные конструкции/Под ред. Л.П. ПОЛЯКОВА, Е.Ф. ЛЫСЕНКО, Л.В. КУЗНЕЦОВА.-К.: Высш. шк., 1984. - 352 с.

3. ГОЛЫШЕВ А.Б., БАЧИНСКИЙ В.Я., ПОЛИЩУК В.П. и др. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие/Под ред. А.Б. ГОЛЫШЕВА.-Киев: Будівельник, 1985. - 496 с.

4. ВАХНЕНКО П.Ф, ХИЛОБОК В.Г., АНДРЕЙКО Н.Т. и др. Расчет и конструирование частей жилых и общественных зданий: Справочник проектировщика/Под ред. П.Ф. ВАХНЕНКО.-Киев.: Будівельник, 1987. - 424 с.

5. БОНДАРЕНКО В.М., СУДНИЦЫН А.И. Расчет строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. Пособие для стоит. вузов.-М.: Высш. шк., 1984. - 176 с.

6. УЛИЦКИЙ И.И., РИВКИН С.А., САМОЛЕТОВ М.В. и др. Железобетонные конструкции. Расчет и конструирование.-Киев: Будівельник, 1972. - 992 с.

7. ПЕРШАКОВ В.Н., ГОРБАТОВ В.С. Строительные конструкции. Конструкции железобетонные монолитные: Методические указания по выполнению курсового проекта. -Киев: КИИГА, 1989. - 40 с.

8. ПЕРШАКОВ В.Н., ГОРБАТОВ В.С. Строительные конструкции. Конструкции железобетонные сборные: Методические указания по выполнению курсового проекта. -Киев: КИИГА, 1989. - 40 с.

9. МАНЬКО А.В. Проектирование стропильных покрытий с использованием ЭВМ: Методические указания по выполнению курсового проекта.-Киев: КИИГА, 1987. - 32 с.

10. ПЕРШАКОВ В.Н., ГОРБАТОВ В.С. Расчет железобетонных конструкций с использованием вычислительной техгики: Методические указания. -Киев: КИИГА, 1985. - 36 с.

11. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 36 с.

12. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с.

13. ПОСОБИЕ по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч.1/ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 192 с.

14. ПОСОБИЕ по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч.2/ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 144 с.

17