Определение размеров

Требуется рассчитать монолитный, центрально нагруженный, следовательно, квадратный в плане, фундамент стаканного типа. Отметка обреза (верха) фундамента - минус 0,150.

Задаемся глубиной заложения подошвы фундамента Нз=150см. Класс бетона фундамента и бетона замоноличивания В15 (Rb =7,7МПа=770Н/см², Rbt=0,6МПа=67Н/см²). Класс арматурной стали А400 (Rs=Rsc=355МПа=35500Н/см²). Средний удельный вес материала фундамента и грунта, расположенного на его уступах γср=20кН/м³=0,02Нсм³. Расчетное сопротивление грунта по заданию Rгр=0,25МПа=25Н/см².

Геометрические размеры фундамента (рис.3а) вычисляют в такой последовательности. Определяют размер подошвы фундамента В₁ и толщину днища hД.Назначают глубину стакана h_ст.Вычисляют высоту фундамента Нф = h_Д + h_ст.Обращаясь к табл.4, назначают число ступеней и высоту каждой из них. Подсчитывают длину уступов и попутно длину верхней и средней ступеней, а именно:

l ₃ = h₃ + 100мм; l ₂ = h₂ ;В₃ = b_k + 2 l ₃ (b_k -ширина колонны);

В₂ = В₃ + 2 l ₂; l ₁ = (В₁ - В₂ )/2.

После того как размеры фундамента определены, производят про­верочные расчеты по прочности. В рамках курсового проекта выполняем лишь расчет на изгиб фундамента по нормальным сечениям.

Размер подошвы фундамента определяем от действия норматив­ной продольной силы N / γ_f:

В₁ = = =328,33см

где γf =1,15-усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Принимаем В₁=360см. Вычисляем напряжение в грунте под по­дошвой фундамента от расчетной продольной силы

σ _гр = N/В₁²=2727.42/360²= 21,05Н/см².

Рабочую высоту днища h_0Допределяют из расчета на продавливание. Предполагают, что продавливание происходит по боковой по­верхности усеченной пирамиды, грани которой наклонены под углом 45º к горизонтали (рис.3, б). Условие прочности имеет вид:

F≤ α R_bt U_m h_0д ,

где F- продавливающая сила;

a =1,0 (для тяжелого бетона};

U_m - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания (рис.З.б).

Последнюю величину вычисляют по формуле:

U_m = [ 4 b_k + 4(b_k + 2 h_0Д)] /2.

Продавливающую силу принимают равной продольной силе, действующей на уровне обреза фундамента, за вычетом отпора грунта, распределенного по площади нижнего основания пирамиды продавливания, т.е. F = N – σ_гр(b_к+2h_од)². Поскольку величины F и U _т со­держат в себе h_од , то условие прочности представляет собой квадратное уравнение, из решения которого следует, что:

h_од= - bк/2+0,5 =

= - 50/2 +0,5 =59,6см

Толщина дна стакана h_д=h_од +а,где величина а (см. рис.3,а) - расстояние от нижней грани фундамента (т.е. от подошвы) до центра тяжести верхнего ряда продольной рабочей арматуры.

Следует иметь в виду, что при В₁≤Змподошву армируют одной сварной сеткой с рабочей арматурой в двух направлениях. Но при В₁>Змприменяют отдельные сетки с рабочей арматурой в одном на­правлении, укладываемые в двух плоскостях (см. рис.3,а). Причем сетки в каждой из плоскостей укладывают без нахлестки с расстоянием между осями крайних стержней не более 200мм (п.4.16 [4]). Толщину защитного слоя бетона принимают равной 40мм при наличии бетонной подготовки и равной 70мм при отсутствии подготовки (п.8.3.2 [1], табл.43 [5]). Тол­щину дна стакана принимают не менее 200мм (п.4.13 [4]).

Так как В₁>Зм, применяем отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. Принимаем в ка­ждой плоскости по две сетки. Предусматриваем под подошвой фунда­мента подготовку из бетона класса В10 (п.4.1 [4]).

Задаемся толщиной защитного слоя бетона аb=4,0см. Задаемся диаметром рабочих стержней d=1,4см. Диаметр конструктивных стерж­ней составляет 5мм (см. прил.5). Величина а =4+0,5+1,4+0,5·1,4=6,6см (сетки располагаются одна на другой вплотную).

Толщина дна стакана hд=h_од +а =59,6+6,6=66,2см, что больше минимального конструктивного значения =20см.

Глубину стакана h_СТ назначаем, используя табл.5.

Таблица 5

К определению глубины стакана фундамента

Класс рабочей арматуры колонны	Глубина стакана по условиям минимальной заделки
колонны	рабочей арматуры колонны при проектном классе бетона колонн
В15	В20 и выше
А400 А300	bк +50 bк +50	18d+10+50 15d+10+50	15d+10+50 10d+10+50
Примечание. Здесь d – максимальный диаметр рабочей арматуры; 10мм – расстояние от торца стержня до торца колонны; 50мм – то же, от торца колонны до дна стакана.

Глубина стакана по условиям минимальной заделки колонны h_СТ=50+5=55см, а по условиям заделки рабочей арматуры колонны

h_СТ=15·3,2+1+5=54см, из двух значений принимаем большее.

Высота фундамента Нф = h_Д + h_ст = 66,2+55=121,2см.

Принимаем Нф =150см, а глубину стакана h_сг=55см.

Высоту ступеней назначаем, руководствуясь данными табл.6:

h₁=30см, h₂=60см, h₃=60см.

Согласно рис.3,а длина уступов, длина верхней и средней ступе­ней соответственно

l ₃ = 60 + 10 = 70см;

l ₂=h₂ =60см;

В₃ = 50+ 2·70 = 190см;

В₂= 190 + 2·60 = 310см;

l ₁ = (360-310)/2 = 25см.

Таблица 6

Высота фундамента Нфи высота ступеней h₁; h₂; h_3, мм

Нф
h1
h2
h3	—	—	—
Примечание. Размеры рекомендуется принимать кратными 300мм из условия изготовления фундамента с применением инвентарной щи­товой опалубки. Однако в случае массового применения или для от­дельных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100мм (п.4.4 [4]).

Дата добавления: 2015-11-30