Усилия и давления на грунт под подошвой фундамента

Комбинация усилий от колонны	Усилия			Давления, кПа
Первая	1358,03	415,82	89		271,3	180,2
Вторая	1358,03	-415,82	271,3		89	180,2
Третья	1684,25	249,8	167,7		277,9	222,8

Так как вычисленные значения давлений на грунт основания , то предварительно назначенные размеры подошвы фундамента удовлетворяют предъявляемым требованиям по деформациям основания и отсутствию отрыва части фундамента от грунта при крановых нагрузках (см. рис. 3.35).Таким образом, оставляем размеры подошвы фундамента а=3,6м и b=2,1м.

Расчет тела фундамента выполняем для принятых размеров ступеней и стакана согласно рисунку 3.36. Глубина стакана назначена в соответствии с типом опалубки колонны по приложению V, а поперечное сечение подколонника имеет размеры типовых конструкций фундаментов под колонны промышленных зданий. Для расчета арматуры в подошве фундамента определяем реактивное давление грунта основания при действии наиболее неблагоприятной комбинации расчетных усилий (третьей) без учета собственного веса фундамента и грунта на его обрезах. Находим соответствующие усилия на уровне подошвы фундамента:

N_inf = N_c =1389,17кН; M_inf = М_с +Q_ch_f = 287,36кН·м. Тогда реактивные давления грунта будут равны:

Выполним проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся в сечении I – I. Для единицы ширины этого сечения (b = 1 мм) находим: Q = 0,5 (а – h_с –2h₀²)p_max= 0,5(3600 – 1600 –2·560) · 0,2472=108,8 H. Поскольку Q_b,min= 0,5R_btbh₀₁= 0,5 ·1,05 ·1·260 = 136,5 H > Q = 108,8 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена. Расчетные изгибающие моменты в сечениях 1 – 1 и 2 – 2 вычисляем по формуле:

Требуемое по расчету сечение арматуры составит:

Минимальное количество арматуры в расчетных сечениях в соответствии с требованиями таблицы IV.11 приложения IV составляет:

Принимаем основной шаг стержней в сетке 200 мм, тогда на ширине b =2,0 м будем иметь в сечении 2 – 2 арматуру 11Ø14 А500, As = 1692,9 мм² >1335 мм². Расчет рабочей арматуры сетки плиты фундамента в направлении короткой стороны выполняем на действие среднего реактивного давления грунта р_m = 183,8 кПа, соответственно получим:

По конструктивным требованиям принимаем минимальный диаметр арматуры для фундамента при а > 3 м равным 12 мм с шагом 200 мм, тогда в сечении 3 – 3 будем иметь 18Ø12А400, Аs =1923 мм²>900 мм². Расчет продольной арматуры подколонника выполняем в ослабленном коробчатом сечении 4 – 4 в плоскости заделки колонны и на уровне низа подколонника в сечении 5 – 5 (см. рис. 3.36). Сечение 4 – 4. Размеры коробчатого сечения стаканной части фундамента преобразуем к эквивалентному двутавровому с размерами в мм: b = 650; h =a_c =1500; b_f = b'_f = b_c= 1200; h_f = h'_f = 325; а = а’ = 50; h₀ = 1450. Вычислим усилия в сечении 4–4 от второй комбинации усилий в колонне с максимальным изгибающим моментом: N = Nc +a_cb_cd_cργ_fγ_n = 1014,01+1,6∙1,2·0,9·1,1= 1016 кН; M = М_с + Q_cd_c = 405,77 + 24,13·0,9 =427,5 кН·м. Эксцентриситет продольной силы будет равен е₀=М/N=0,421 м =421 мм > е_а = h/30 = 53,3 мм. Проверяем положение нулевой линии. Так как то указанная линия проходит в полке и сечение следует рассчитывать как прямоугольное с шириной b = b'_f = 1200 мм. Расчет прочности сечения для случая симметричного армирования выполняем согласно п. 3.57[8].

Для этого вычислим значения:

Так как α_n= 0,043 < ξ_R = 0,493 , то требуемое количество симметричной арматуры определим по формуле (3.93)[7]: