Определение размеров фундамента колонны к-2

Нагрузки по обрезу фундамента колонны типа К–2(500/1000):

Первая комбинация : N₀₁₁=1380 кН, M₀₁₁=124 кНм, Q₀₁₁=3 кН.

Первоначально вычисляем ориентировочные размеры подошвы отдельно стоящего фундамента, как центрально загруженного:

A₀= N₁₁/(R₀-d)= N₀₁₁/(R₀-d)=1380/(150-22*1.65)=9.42 м², где

b₀=A₀/1.4 => l=1.4b

b₀=9.42/1.4=2.7 м; b₀/2= 1,35м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*1.0)/(0.35+1.0)=18.00 кН/м³

R₁=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁] = (1.25*1.0)/11.25*1*2.7*18.00+ +5.97*1.6*17.9=296 кПа

₁=(R₁-R₀)/R₁*100%=(296-150)/296*100%10%;

Корректировка :

A₁= N₁₁/(R₁-₁₁d)=1380/(296-20*1.65)=5.31 м²

b₀=5.31/1.4=1.94м, принимаем 2,1м и l=2.1*1.4=2.94м, принимаем 3,0м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*0.7)/(0.35+1.0)=13.98 кН/м³

R₂=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁]= =(1.25*1.0)/11.25*1*2.1*13.98+5.97*1.6*17.9=259 кПа,

₂=(R₂-R₁)/R₂*100%=(259-296)/259*100%<10%;

Принимаю размеры фундамента под колонну К-1(40/60): b/l=2.1/3.0м, с R=259 кПа. Конструирую тело фундамента:

Давление по подошве фундамента:

p₁₁=N₁₁/b*l+_mt*d+p_q=1380/2.1*3.0+20*1.6+25=276.05 кН/м² > R=259 кПа, (расхождение 6.6% < 10%);

Расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=1380+0=1380 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =22+3*1.5+0=26.5 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=26.5/(1380+20*1.6*3.0*2.1)=0.016м < l/6=3.0/6=0.5м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+P_q =1380/2.1*3.0+20*1.6+26.5/2.1*3.0²+25=

=252кПа< 1.2R=1.2*259=311 кПа

Вторая комбинация : N₀₁₁=1090 кН, M₀₁₁=124 кНм, Q₀₁₁=8 кН.

Расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=1090+0=1090 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =124+8*1.5+0=136 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=136/(1090+20*1.6*3.0*2.1)=0.105м < l/6=3.0/6=0.5м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+Р_q =1090/2.1*3.0+20*1.6+136/2.1*3.0²+25=

=235кПа< 1.2R=1.2*259=311 кПа

Конструируем фундамент, выполняя следующие требования: минимальная высота ступени 300 мм, шаг 150 мм; минимальный вылет ступени 150 мм, шаг 150 мм.

Рисунок 11 – План и разрезы фундамента ФМ-2

Определение размеров фундамента колонны к-3

Нагрузки по обрезу фундамента колонны типа К–3(500/1000):

Первая комбинация : N₀₁₁=585 кН, M₀₁₁=25 кНм, Q₀₁₁=0,8 кН.

Первоначально вычисляем ориентировочные размеры подошвы отдельно стоящего фундамента, как центрально загруженного:

A₀= N₁₁/(R₀-d)= (N₀₁₁+N_с11 )/(R₀-d)=(1170+9,3)/(150-22*1.65)=10.45 м², где

N₁₁=2* N₀₁₁+N_с11 =2*585+9,3=1179,3 кН

– нагрузка от фундаментной балки (принимаем фундаментную балку марки 3БФ6-33 длиной 4,3 м, m=0,93 т)

=9,3кН

b₀=A₀/1.4 => l=1.4b

b₀=10.45/1.4=3.0 м ; b₀/2= 1,5м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*1.15)/(0.35+1.15)=17.98 кН/м³

R₁=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁] = (1.25*1.0)/11.25*1*3.0*17.98+ +5.97*1.6*17.9=298 кПа,

₁=(R₁-R₀)/R₁*100%=(298-150)/298*100%10%;

Корректировка :

A₁= N₁₁/(R₁-₁₁d)=( 1179,3 +9,3)/(298-20*1.65)=4.49 м²

b₀=4.49/1.4=2.12м, принимаем 2,4м и l=2.4*1.4=3.26м, принимаем 3,3м.

b₀/2= 1,2м.

g₁₁=( ₁₁₁* h₁ + ₁₁₂* h₂ + _sb* h₃) / (h₁ +h₂ +h₃) = (17.9*0.35 +18.01*0.85)/(0.35+1.15)=12.58 кН/м³

R₂=(_c1_c2/k)[M_k_zb₁₁+M_qd₁₁₁+M_cc₁₁]= =(1.25*1.0)/11.25*1*2.4*12.58+5.97*1.6*17.9=255 кПа,

₂=(R₂-R₁)/R₂*100%=(255-298)/255*100%<10%;

Принимаю размеры фундамента под колонну К-3: b/l=2.1/3.0м,

с R=255кПа. Конструирую тело фундамента:

N_q11=(q*l*b)/2= 25*3.3*2.1/2=79кН,

е_q=l/4=3.3/4=0.825м,

e_c=2,1/2-0,3/2=0,9м

Пролет здания 24м,

L=24/2=12м,

y₁=L+1/2*l =12+3.0/2=13.5м,

y₂=L =12м,

y₃=L-1/2*l =12-3.0/2=10.5м

b₀=24-l =24-3.0=21м

d=z=1.65м,

q=25кН,

N_c11=9,3кН ( табл.32),

Таблица 2 - К определению дополнительных давлений

№ точки	yм	y/b0	При z/b0=0,079
			kq	kq*q,кПа
1	L+1/2*l =13.5м	0.642	0.275	6.88
2	L =12м	0.571	0.362	9.05
3	L-1/2*l =10.5м	0.500	0.500	12.5

p_q=(6.88+12.5)/2=9.69кПа,

N₁₁=N₀₁₁+N_q11+N_c11=1170+79+9,3=1258 кН

Давление по подошве фундамента:

p₁₁=N₁₁/b*l+_mt*d+p_q=1258/2.1*3.0+20*1.6+9.69=242.88 кН/м²  R=255 кПа, (расхождение 4.7% < 10%);

Первая расчетная ситуация (с нагрузкой):

N₁₁=1258 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c+N_q11*e_q =25+0,8*1.5+9,3*0.9+79*0.825=108.2 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=108.2/(1258+20*1.6*3.3*2.4)=0.084м < l/6=3.3/6=0.55м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Вторая расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=780+9,3=789,3 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =25+0,8*1.5+9,3*0.9=42.9 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=42.9/(789,3 +20*1.6*2.4*1.8)=0.053м < l/6=3.3/6=0.55м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

1 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+k_maxq*q=1258/2.4*3.3+20*1.6+108.2/2.4*3.3²+

+12.5=209кПа< 1.2R=1.2*255=306 кПа

2 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W =789,3/2.4*3.3+20*1.6+42.9/2.4*3.3²=

=134кПа< 1.2R=1.2*255=306 кПа

Вторая комбинация : N₀₁₁=368 кН, M₀₁₁=85 кНм, Q₀₁₁=4 кН.

Первая расчетная ситуация (с нагрузкой):

N₁₁=N₀₁₁+N_q11+N_c11=368+79+9,3=456,3 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c+N_q11*e_q =85+4*1.5+9,3*0.9+79*0.825=172.9 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=172.9/(456,3 +20*1.6*2.4*3.3)=0.241м < l/6=3.3/6=0.55м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Вторая расчетная ситуация (без нагрузки):

N₁₁=N₀₁₁ +N_c11=368+9,3=377,3 кН,

M₁₁=M₀₁₁+Q₀₁₁*h_f +N_c11*e_c =85+4*1.5+9,3*0.9=107.7 кН*м,

e=M₁₁/(N₁₁+_mt*d *l*b)=107.7/(377.3 +20*1.6*3.3*2.4)=0.168м < l/6=3.3/6=0.55м– эксцентриситет приложения нагрузки;

Давления по граням фундамента (краевые давления):

1 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W+k_maxq*q=456.3/2.4*3.3+20*1.6+172.9/2.4*3.3²+12.5=

=110кПа< 1.2R=1.2*255=306 кПа

2 ) p_max=N₁₁/A+_mt*d+M₁₁/W =377.3/2.4*3.3+20*1.6+107.7/2.4*3.3²=

=105кПа< 1.2R=1.2*255=306 кПа

Конструируем фундамент, выполняя следующие требования: минимальная высота ступени 300 мм, шаг 150 мм; минимальный вылет ступени 150 мм, шаг 150 мм.

Рисунок 12 – План и разрезы фундамента ФМ-3