Расчет на продавливание плитной части фундамента

Расчет железобетонного фундамента под среднюю колонну

Исходные данные для проектирования фундамента

Требуется рассчитать железобетонный фундамент под среднюю колонну.

Данные для расчёта:

Расчетное сопротивление грунта основания R= 375 кПа, глубина заложения фундамента , высота фундамента .

Бетон тяжелый, класс бетона B20 (), бетон замоноличивания стакана класса В20, арматура плитной части подошвы фундамента класса A400, в подколоннике продольная и поперечная класса А240. Коэффициент снижения временной нагрузки

Размеры поперечного сечения колонны 400х400 мм.

Для определения усилий на обрезе фундамента используем таблицу 2 раздела:

1-ое сочетание усилий:

N₁ = 338,69 + 3 ∙ 782,712+ 4 ∙ 24,7775 = 2785,94 при γ_f >1,0

N₁ = 273,5 + 3·670,32+4·22,525 =2374,56 кН при γ_f = 1,0

2-ое сочетание усилий:

N₂ при γ_f >1,0

N₂ = 273,5 + 3·670,32+4·22,525-453,6/2 =2147,76 кН при γ_f = 1,0

Значения усилий были посчитаны в разделе 3.

Таблица 3 – Усилия на обрезе фундамента

Усилия на обрезе фундамента при	γf =1,0	γf > 1,0
1-ое сочетание усилий	N1 =	N1 = кН
M1 = 0,00 кН·м	M1 = 0,00 кН·м
2-ое сочетание усилий	N2 =2147,76 кН	N2 =2513,76 кН
M2 =15,64кН·м	M2 =18,77кН·м
Q2 =10,39 кН	Q2 =12,47кН

Определение размеров подошвы фундамента

Определение размеров подошвы фундаментов производят от усилий при (рисунок 21).

Рисунок 21-Эпюры напряжений под подошвой фундамента при

От первого сочетания усилий (центральное сжатие):

А = N₁/(R-ρ_m·H) = /(375-20·1,65) = 6,94м²

– средняя плотность бетона фундамента и грунта на уступах.

Принимаем b =2,7 м l = 2,7 м, А = 7,29 м² тогда нагрузка от собственной массы фундамента:

G_ф = ρ_m·H·А= 20·7,29·1,65= 240,57 кН

р =(N₁+G)/A = (2374,56+240,57)/7,29 =358,7 кН/м² < R = 375 кПа

От второго сочетания усилий (внецентренное сжатие):

Усилия в уровне подошвы фундамента:

N_ф = N₂ + G_ф = 2147,76+240,57 = 2388,33кН

М_ф = М₂ + Q₂·h = 15,64 + 10,39·1,5 = 31,225 кН·м

е_оф = М_ф/ N_ф = 31,225/2388,33=0,013 м

P_max = N_ф · (1+6·е_оф/l) /A = 2388,33·(1+6·0,013/2,7)/7,29= 337,08 кН/м² < 1,2R=1,2·375=450 кН/м²

P_min = N_ф·(1-6·е_оф/l)/A = 2388,33·(1-6·0,013/2,7)/7,29= 318,15кН/м²>0

Р_ср = N_ф/А = 2388,33/7,29= 327,6 кН/м² < R=375 кН/м²

Принятые размеры подошвы удовлетворяют обоим сочетаниям усилий.

Расчет фундамента на прочность

Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента

От первого сочетания усилий: N₁= кН; М₁=0;

р=N₁/A=2785,94/7,29= 382,16 кПа

От второго сочетания усилий: N₂= 2513,76 кН; М₂=18,77кН·м; Q₂ =12,47кН

е₀₂ = (М₂ + Q₂·h)/N₂ = (18,77 + 12,47·1,5)/ 2513,76 = 0,015 кН·м

P_max = N₂·(1+6·е_о2/l)/A = 2513,76·(1+6·0,015/2,7)/7,29= 356,32кН/м²

P_min = N₂·(1-6·е_о2/l)/A = 2513,76·(1-6·0,015/2,7)/7,29= 333,33кН/м²

Р_ср = N₂/А = 2513,76/7,29= 344,82 кН/м²

Рисунок 22 - Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента при γ_f > 1

Расчет на продавливание плитной части фундамента

Анализируя полученные эпюры давления P, дальнейший расчет производим от первого сочетания усилий (рисунок 22).

Продавливающая сила:

F = p·A₀ = 382,16·(2,7+2)·0,35/2 = 314,33 кН

A _o – часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания первой ступени и продолжением в плане соответствующих ребер),

р_max=p= 382,16 кН/м² - максимальное краевое давление на грунт от расчетной нагрузки, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах).

Условие прочности:

382,16< 0,9·1750·250 = 393750Н = 393,75кН

где для бетона В20 R_bt = γ_b1· 0,9 =1·0,9=0,9 МПа

– величина среднего размера грани пирамиды продавливания первой ступени.

Прочность нижней ступени на продавливание обеспечена.

Дата добавления: 2015-11-26