Конструирование столбчатого фундамента

Параметры фундамента:

- d = 3,45 м;

- b = 1,5 м;

- l = 2,1 м.

Колонна железобетонная одноветвевая сечением 400×400 мм подколонника b_cf · l_cf = 900×900 мм. Глубину стакана принимаем 900 мм. Размеры стакана по низу:

b_g = 500 + 2 · 50 = 600 мм; l_g = 800 + 2 · 50 = 900 мм.

По верху:

b_g = 500 + 2 · 75 = 650 мм; l_g = 800 + 2 · 75 = 950 мм.

Высота фундамента h = 3,45 – 0,15 = 3,6 м.

Назначаем количество и размеры ступеней. В направлении стороны l суммарный вылет ступеней будет составлять

.

Принимаем ступень с вылетом 600мм, высота ступени – 300 мм.

В направлении стороны b суммарный вылет ступеней будет составлять

.

Принимаем одну ступень с вылетом 300мм и высотой 300 мм (рисунок 2).

Рисунок 2 – Столбчатый фундамент

Фундамент является высоким т.к. выполняется условие

h_cf – d_p = 1,5 – 0,9 = 0,6 м 0,5 · (l_cf – l_c) = 0,5 · (0,9 – 0,4) = 0,25 м.

где d_p – глубина стакана, м;

h_cf - высота подколонника, м;

l_c – длина поперечного сечения колонны, м.

Производим расчет на продавливание плитной части фундамента подколонником (рис.4) из условия:

F ≤ bm · h0p · Rbt,

(19)

где F – сила продавливания по одной наиболее нагруженной грани фундамента, определяемая по формуле

F = A0 · Pmax

(20)

F= 0,0125 · 520,61 = 6,5 кН

A0=0,5b(l-lcf-2hop)-0,25(b-bcf-2hop)^2

(21)

А₀=0,5·1,5(2,1-0,9-2·0,55)-0,25(1,5-0,9-2·0,55)²=0,0125м²;

h_0p – рабочая высота плитной части фундамента, м.

h_0p = h – h_cf – 0,05 = 2,1 – 1,5– 0,05 = 0,55 м.

P_max – максимальное давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок в уровне верха плитной части (обреза верхней ступени)

т.к. b – b_cf =1,5 -0,9= 0,6 м < 2 h_0p =2·0,55= 1,1 м, то

b_m = 0,5 (b + b_cf) = 0,5 (1,5 + 0,9) = 1,2 м.

R_bt = 660 кПа – расчетное сопротивление бетона для класса В12,5.

Рисунок 3 - Расчетная схема для расчета высокого фундамента на продавливание подколонником

F = 12,96 кН ≤ b_m · h_0p · R_bt = 1,2 · 0,55 · 660 = 435,6 кН – условие выполняется.

Подошва фундамента армируется одной сеткой с рабочей арматурой класса А-III в двух направлениях. Шаг рабочей арматуры 200 мм. Расчет площади сечения арматуры производим следующим образом.

Расчетная нагрузка на основание без учета веса фундамента и грунта на его обрезах:

N = N_max + N_ст = 850 + 150 = 1000 кН.

Момент, приведенный к подошве фундамента:

M=М_соот + Q_соот h – N_ст × а = 50 +25·3,3–150 × 0,4 = 192,5 кН×м.

Эксцентриситет нагрузки:

.

Момент, возникающий в сечении фундамента:

(22)

где c_i – вылеты ступеней, м (рис.5)

(23)

где b_i – ширина сжатой зоны сечения, м;

h_oi – рабочая высота сечения, определяется как расстояние от верха сечения до центра рабочей арматуры, м;

R_b = 7500 кПа – расчетное сопротивление бетона класса В12,5 сжатию.

Площадь рабочей арматуры:

(24)

где x - коэффициент, зависящий от α_m, определяется по прил. 9 [2];

R_s = 365000 кПа – расчетное сопротивление арматуры класса AIII.

Рисунок 4 – Схема к расчету арматуры плитной части фундамента

Таблица 4 – Расчет арматуры плитной части фундамента

Сечение	Вылет сi, м			М, кН·м	bi	αm	ξ	h0i	As, см^2
1-1 2-2	0,3 0,55	100,83	1,7 1,6	159,5	1,5 0,9	0,015 0,002	0,974 0,995	0,55 3,25	2,56 1,35
1`-1` 2`-2`	0,6 0,85	85,71 172,02		85,7 172,0	2,1 0,9	0,001 0,002	0,995 0,995	2,05 3,25	1,15 1,46

Конструируем сетку С-1 следующим образом. Шаг арматуры в обоих направлениях принимаем 150 мм, т. е. сетка С-1 имеет в направлении l 7 стержней, в направлении b – 11стержней. Диаметр арматуры в направлении l принимаем по сортаменту 6 мм (для 14 Æ6 А-III, А_s=3,962 см² > 2,56см²), в направлении b – 6 мм (для 10 Æ6 А-III, А_s=2,83 см² > 1,46 см²). Длина стержней принимаем соответственно 2050 мм и 1450 мм.

Подколонник армируем двумя сетками С-2, принимая рабочую (продольную) арматуру конструктивно Æ12 А-III с шагом 200 мм, поперечную Æ6 А-I с шагом 600 мм, причем предусматриваем ее только на участке от дна стакана до подошвы. Длина рабочих стержней 2950 мм, количество стержней в сетке – 4. Длина поперечной арматуры – 850, количество стержней в сетке – 5.

Стенки стакана армируем пятью сетками С-3, т.к. е = 0,098 м < l_c /2 = 0,2 м. Диаметр арматуры принимаем конструктивно Æ8 А-I, длина стержней в направлениях l и b - 850 мм. Сетки устанавливаем следующим образом: защитный слой у верхней сетки 50 мм, расстояние между верхней и второй сеткой 50 мм, расстояние между следующими сетками соответственно 100, 100, 200 и 200 мм (рисунок 5).

Рисунок 6 – Арматурные сетки

Дата добавления: 2015-11-26