Содержание, карта.

Расчет столбчатого фундамента под колонну


Расчёт столбчатого фундамента под колонну при действии вертикальной нагрузки и момента в одном направлении

В этой статье рассмотрим расчёт фундамента под колонну по 1-му предельному состоянию при нагружении фундамента вертикальной нагрузкой и горизонтальной нагрузкой с изгибающим моментом, действующими в одной плоскости.

Исходные данные

Исходными данными для расчёта фундамента будут нагрузки, приходящие на фундамент от колонны и инженерно-геологические изыскания.

В результате расчёта рамы в расчётной программе получили следующие нагрузки на фундамент:

N=21.3 т (вертикальная нагрузка)

Mx=14.8 т*м (изгибающий момент)

My=0, Qy=0 (Расчёт при действии моментов в 2-х плоскостях рассмотрю отдельно в следующих статьях)

Qx=2.8 т (поперечная нагрузка)

Хочу отметить, что лучше всего проверить 2-а расчётных сочетания:

  1. Полная ветровая, снеговая, вес конструкций, равномерно-распределённая
  2. Полная ветровая и вес конструкций

Дело в том, что одно из условий расчёта является недопущение отрыва края фундамента от земли и при отсутствии снеговой нагрузки вертикальная нагрузка будет меньше и соответственно меньше сопортивления изгибающему моменту.

Инженерно-геологические изыскания:

Глубина сезонного промерзания – 1,79 м;

Уровень грунтовых вод 1,6 м;

Свойства грунтов:

Прочностные свойства грунтов определяются по инженерно-геологическим изысканиям. Для этого ищем инженерно-геологический разрез под нужный фундамент и таблицу с нормативными и расчётными характеристиками грунтов. Для расчёта по 1-му предельному состоянию (расчёту на прочность) необходимы расчётные характеристики при α=0.95 (доверительная вероятность расчётных значений), согласно п.5.3.17 СП 22.13330.2016.

ИГЭ-1 — насыпной грунт — песок разной крупности c вкл. строительного мусора до 15-20%, комки суглика, обломки ж.д. плит (в расчёте не участвует т.к. отметка низа фундамента находится ниже этого слоя грунта);

ИГЭ-2 — песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный: (e=0.65, ρ=1,8 т/м³, Е=30 МПа, ϕ=35°, С=1 кПа).

ИГЭ-3 — песок средней крупности, с редкими прослоями текучей супеси, суглинка, глиниcтый средней плотности, водонасыщенный: (e=0.6, ρ=1,82 т/м³, Е=35 МПа, ϕ=36°, С=1,5 кПа).

Уровень грунтовых вод 1,8 м от уровня земли.

Расчёт фундамента

Схема приложения нагрузок на фундамент выглядит следующим образом:

Глубина заложения фундамента

Глубину заложения фундамента определяем в зависимости от максимальной глубины сезонного промерзания, которая дана в отчёте по инженерно-геологическим изысканиям. В моём случае нормативная глубина сезонного промерзания равна dfn=1,79м.

Расчётная глубина сезонного промерзания вычисляется по формуле 5.4 СП 22.13330.2016

df=kh*dfn

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2 СП 22.13330.2016; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

В нашем случае здание неотапливаемое, поэтому

df=1.1*1.79=1.969≈2 м

Глубина заложения фундамента должна быть не выше расчётной глубины промерзания (согласно таблице 5.3 СП 22.13330.2016). Для отапливаемых зданий допускается устраивать фундаменты внутри здания (не под наружными стенами) выше глубины промерзания, но должно быть гарантировано, что в холодное время года будет отопление здания. Если же допускается, что здание могут подвергнуть консервации или отключить отопление, тогда и внутренние фундаменты также должны быть заложены на расчётную глубину промерзания.

Предварительные размеры фундамента

Определяем предварительно площадь основания фундамента.

Предварительные размеры фундамента определяем по формуле:

А=N/(R0-ȳd)

N — вертикальная нагрузка от колонны, которую мы получили при расчёте каркаса здания (N=21,3 т=213 кН);

R0 – расчётное сопротивление грунта, предназначенное для предварительного расчёта приведены в Приложении Б СП 22.13330.2016 (в нашем случае Таблица Б.2 для песка средней крупности и средней плотности R0 = 400кПа, для глины и других грунтов см. другие таблицы в приложении Б);

Таблица Б.2 — Расчетные сопротивления R0 песков

Пески Значения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков
плотные средней плотности
Крупные 600 500
Средней крупности 500 400
Мелкие:
маловлажные 400 300
влажные и насыщенные водой 300 200
Пылеватые:
маловлажные 300 250
влажные 200 150
насыщенные водой 150 100

ȳ — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, предварительно принимаемое ȳ=20 кН/м³;

d – глубина заложения фундамента (в нашем случае d=2 м)

А=N/(R0-ȳd)=213,246/(400-20*2)=0,6 м²

+20% т.к. фундамент внецентренно сжатый 0,72 м²

Размеры подошвы фундамента назначаются с шагом 0,3 м, размером не менее 1,5х1,5м (Таблица 4 Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании)

Таблица 4 Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании

Эскиз фундамента Модульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3
h hpl соответственно hpl подошвы подколонника
h2 h3 h4 квадратной b ´ l прямоугольной b ´ l под рядовые колонны bcf ´ lcf под колонны в температурных швах bcf ´lcf
1,5 0,3 0,3 1,5´1,5 1,5´1,8 0,6´0,6 0,6´1,8
1,8 0,6 0,3 0,3 1,8´1,8 1,8´2,1 0,6´0,9 0,9´2,1
2,1 0,9 0,3 0,3 0,3 2,1´2,1 1,8´2,4 0,9´0,9 1,2´2,1
2,4 1,2 0,3 0,3 0,6 2,4´2,4 2,1´2,7 0,9´1,2 1,5´2,1
2,7 1,5 0,3 0,6 0,6 2,7´2,7 2,4´3,0 0,9´1,5 1,8´2,1
3,0 1,8 0,6 0,6 0,6 3,0´3,0 2,7´3,3 1,2´1,2 2,1´2,1
3,6 3,6´3,6 3,0´3,6 1,2´1,5 2,1´2,4
4,2 4,2´4,2 3,3´3,9 1,2´1,8 2,1´2,7
Далее с шагом 4,8´4,8 3,6´4,2 1,2´2,1
5,4´5,4 3,9´4,5 1,2´2,4
0,3 м 4,2´4,8 1,2´2,7
или 4,5´5,1
0,6 4,8´5,4
5,1´5,7
5,4´6,0

 Предварительно назначаем фундамент 1,5х1,5=2,25 м², что больше предварительного минимума 0,72 м².

Расчёт максимального и минимального краевого давления

Максимальное и минимальное краевое давление находим по формуле 5.11 СП 22.13330.2016

Где N=21,3т=213 кН вертикальная нагрузка от колонны в кН;

Аф=2,25 м² – площадь фундамента, м²;

γmt – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунтов и полов, принимаемое 20 кН/м³;

d=2 – глубина заложения фундамента, м;

M-момент от равнодействующей всех нагрузок, действующий по подошве фундамента в кН*м, находим по формуле:

М=Mx+Qx*d=14,8+2.8*2=20.4т*м=204кН*м

W – момент сопротивления подошвы фундамента, м³. Для прямоугольного сечения находится по формуле W=bl²/6 где в нашем случае b – это сторона подошвы фундамента вдоль буквенной оси, l – длина стороны подошвы фундамента вдоль цифровой оси (см. картинку ниже).

Т.к. предварительно мы приняли фундамент с размерами 1,5х1,5 м, то

W= bl²/6=1.5*1.5²/6=0.5625 м³

При действии вертикальной нагрузки на фундамент совместно с изгибающим моментом у нас может быть 3 варианта эпюр давления на грунты:

  1. Треугольная с отрывом края фундамента

Нельзя допускать, чтобы происходил отрыв фундамента, т.е. Pmin всегда должен быть ≥0.

В нашем случае Pmin

6. Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

При выполнении расчета фундамента считается, что грунты основания не имеют пучинистых свойств. Поэтому глубина заложения фундамента не связывается с глубиной промерзания грунта. Также учитывается, что нагрузка на фундамент передается от колонны (Мmax=157,69 кНм, N=723,16 кН, Q=18,18 кН) и панелей ограждения (Nпанел.=(17,83+13,3)1,10,95+21,21,050,95=69,7+2,4=72,1 кН, М=72,10,4=28,84 кНм). Направление действия нагрузок см. рис.6.1.

Исходные данные:

  • усилия: N=723,16+72,1=795,26 кН, М=157,69+28,84=186,53 кНм, Q=18,18 кН,

  • материалы: бетон В15 (Rbt=0,75 МПа), арматура класса А400,

  • условное расчетное сопротивление грунта R0=0,25 МПа

Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы фундамента:

Nn=795,26/1,15=691,53 кНм

R0=0,20МПа- условное расчетное сопротивление грунта;

m=20кН/м3 – среднее значение объемного веса материала фундамента и грунта на обрезе фундамента,

Н=1м – предварительно назначенная высота фундамента.

стороны фундамента Размеры подошвы фундамента принимаютсяb=1,8 м, а=2,1м (а/b1,2). Площадь подошвы фундамента составляет А=1,82,1=3,78 м2, момент сопротивления – W=

Определение высоты фундамента

Высота фундамента назначается из условийанкеровки колонны и арматуры колонны в фундамент. Высоту фундамента составляет длина анкеровки плюс 250 мм (смотри рисунок 6.1).

Высота фундамента из условия анкеровки колонны:

Нф=hk+250=700+250=950 мм=0,95м

Высота фундамента из условия анкеровки арматуры колонны 20 А400 :

Нф=lan+250=300+250=550мм

, .

При определении расчетного сопротивления сцепления арматуры с бетоном Rbond принимаются следующие значения коэффициентов: 1=2,5 (для класса арматуры А400) и 2=1 (для 20). Подставляя в формулу базовой длины анкеровки l0,an значения коэффициентов 1, 2 , а также выражая площадь поперечного сечения арматуры и периметр арматуры через диаметр (), преобразуем формулу:

Длина анкеровки арматуры колонны при  =0,75 (для сжатых стержней периодического профиля) и отношении площади поперечного сечения арматуры колонны требуемой по расчету и фактически установленной 0,68/12,56=0,054 составляет:

.

Вычисленную длину анкеровки арматуры необходимо сравнить с минимально допустимой: 0,3l0,an=0,3947=285 мм, 15d=15х20=300 мм и 200 мм.

Окончательно высота фундамента принимается - Нф=0,95 м. По высоте фундамент формируется из трех ступеней. Высота ступеней 350+300+300=950 мм. Минимальная толщина стенок неармированного стакана должна приниматься не менее 0,75 высоты верхней ступени, то есть 0,75300=225 мм (см. рис.6.1).

Проверка прочности основания под подошвой фундамента.

Нормативное значение нагрузок на уровне подошвы фундамента:

Мn=,

Gn=abНфmn=2,41,80,95200,95=77,98 кН,

Nn= 691,53+77,98=769,51 кН.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax=>1,2R0=

=1,2250=300 кН/м2, условие не выполняется. Требуется увеличение размеров подошвы фундамента: а=2,4 м, b=1,8 м. При этом изменяются A=4,32 м2, W=1,73 м3, Gn=77,98 кН, Nn= 691,53+77,98=769,51 кН.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax= - условие выполняется.

Минимальное значение давления под подошвой фундамента:

Pmin=- условие выполняется.

Определение площади рабочей арматуры.

Расчет ведется в плоской постановке: рассматривается сечение по фундаменту в плоскости рамы и в перпендикулярном плоскости рамы направлении (см. рис. 6.1).

Фундамент будет изгибаться под действием давления грунта р. Так как высота фундамента переменная, то расчет ведется в предположении изгиба как консоли нижней ступени (сечение 1-1), затем вместе нижней и средней ступеней (сечение 2-2) и, наконец, всего фундамента (сечение 3-3). На рис. 6.1 показаны ординаты эпюры давления грунта от расчетных нагрузок, необходимые для выполнения вычислений. Значения определены графически.

Момент в консоли определяется по формуле М=(нагрузка равномерно распределенная со средним значениемр в пределах длины консоли). Длина консоли l, например при расчете нижней ступени, равна . Размерностьр в формуле определения момента М - в кН/м, в то время как до этого р было определено в кН/м2. Для перехода к размерности плоской задачи: p=pb (сечение в плоскости рамы), p=pа (сечение перпендикулярное плоскости рамы)

М=.

Фундамент армируется сеткой, укладываемой с соблюдением защитного слоя 40 мм у подошвы фундамента. Для армирования фундамента диаметр арматурных стержней принимается не менее 12. Площадь рабочей арматуры определяется по формуле алгоритма расчета изгибаемых элементов по нормальному сечению:

.

Рабочая высота сечения составляет h0=h-a (a принимается 0,05 м, где а - расстояние от середины сечения продольной рабочей арматуры до нижней грани поперечного сечения фундамента).

Краевые ординат эпюры давления грунта (расчетные нагрузки):

М=,

G=abНфmnf=2,41,80,95200,951,1=85,78 кН,

Nn= 795,26+85,78=881,0 кН.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax=.

Минимальное значение давления под подошвой фундамента:

Pmin=.

Результаты расчета сведены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

№ сечения

Момент, кНм

h0, м

Площадь рабочей

арматуры, см2

1-1

М=

0,125307,0(2,4-1,8)1,8=41,44

0,30

2-2

М=

0,125294,7(2,4-1,3)1,8=72,94

0,60

3-3

М=

0,125275,7(2,4-0,7)1,8=105,45

0,90

4-4

М=

0,125203,9(1,8-0,4)2,4=85,64

0,89*

*-для верхних стержней сетки

Для сетки армирования фундамента принимаются стержни 10А400 с шагом S=300 мм (подбор сетки смотри в разделе 7).

Рис. 6.1. К расчету монолитного столбчатого фундамента под колонну

Расчет столбчатого фундамента под колонну

Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как центрально-загруженный.

7.1.Расчет подошвы столбчатого фундамента.

Усилия от нормативной нагрузки определяются приблизительно, путём деления расчётных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке:

γн=1.15 – средний коэффициент надежности по нагрузке;

7.2.Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента d определяется с учетом:

- конструктивных особенностей сооружения;

- глубины заложения соседних фундаментов и прокладки коммуникаций;

- рельефа, характера напластования и свойств грунтов;

- гидрогеологических условий;

- глубины сезонного промерзания грунтов.

7.3.Определение глубины сезонного промерзания:

dfn=1,2 – нормативная глубина сезонного промерзания, м; кn=0,6 – коэффициент характеризующий параметры эксплуатации здания.

Глубина фундамента должна быть больше 0.9м. Принимаю глубину заложения фундамента 1,5 м. Защитный слой бетона принимаю равным a0=3,5 см, так как будет производиться подготовка по грунту, толщиной слоя 10 см

7.4.Определение ширины подошвы фундамента.

м., где

расчётное сопротивление грунта (принимается по СНиП МПа – пески пылеватые маловлажные плотные).

глубина заложения фундамента. м.

удельный вес грунта на обрезок фундамента. кН/м3.

7.5.Длина стороны фундамента

При центрально-загруженном фундаменте принимаем квадратную форму основания фундамента. Длина стороны фундамента:

аф = Ö Аф = 1,6 м

Принимаем фундамент: 1,6´1,6 м и Аф = 2,6 м2

7.6.Давление на подошву грунта

Pгр = Nф/ Аф = 704/2,6 = 270,77 кН/м2

Принимаем бетон В15 с прочностью на одноосное сжатие Rb = 8.7 МПа, нормативным сопротивление бетона при растяжении Rbt = 0.75 МПа и рабочую арматуру А-II с расчетным сопротивлением растяжению RS = 280 МПа.

7.7.Полезная минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания его колонной при действии расчётной нагрузки:

7.8.Высота фундамента с учетом конструктивных требований

hф = h0 + a = 0,33 + 0,04 = 0,4(0,37) м.

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh2 = 20 см; h3 = 20 см

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh2 = 20 см; h3 = 20 см.

Рис. 6 Расчетная схема фундамента

 
 
7.9.Армирование столбчатого фундамента по колонну

Фундамент рассчитывается как центрально нагруженный.

Нагрузка на фундамент с учетом собственного веса фундамента:

Nф1 = N1 + Vф gб = 704+ (0,896+0,47+0,06) * 25 = 1060,5 кН.

Площадь сечения арматуры фундамента находим из расчета нормальных сечений I-I и II-II по изгибающим моментам, определяется как для консолей от действия давления грунта по подошве фундамента. Значение моментов находим на всю ширину фундамента

МI = 0.125*Pгр*( аф - hk)2 *bф = 0.125 * 271 * (1,6 – 0,3)2* 1,6 = 91,6 кН*м

МII = 0.125* Pгр*( аф - a1)2 *bф = 0.125 * 271 * (0,9-0,3)2 * 0,9 = 11 кН*м

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента

ASI = МI/ RS * 0.9 * h0 = 91,6 * 104 / 0.9 * 0.2 * 280 * 103 = 18,175 cм2

ASII = МII/ RS * 0.9 * h0I = 11 * 104 / 0.9 * 0.2 * 280 * 103 = 2,183 cм2

Армирую фундамент 8 стержнями по одной стороне и 8 по другой Æ 14 мм класса А-II с общей ASФ = 24.62 см2.

8.Определение осадки столбчатого фундамента методом послойного суммирования.

hф=1,5 м; h2=2,4 м; h3=3,5 м; h4=4,7 м; мощность подстилающих грунтов грунтов.

1 = 12,3 кН/м3; 2 = 17,9 кН/м3; 3 = 18,0 кН/м3;

Е1 = 8 МПа; Е2 = 32 МПа; Е3 = 40 МПа; Е4 = 18 МН/м2; Е5 = 13 МН/м2.

N = 704 кН;

Fф = l*b=1,6 м*1,6 м

Допустимая осадка [S] = 8см(для промышленных зданий).

2.Вычисления:

Метод заключается в том, что весь массив разбивается на маленькие слои. Мощность каждого разбиваемого слоя должна находиться в интервале:

-ширина фундамента( 1,6м).

А) Напряжения на нулевые отметки грунтов на основании:

Где hф – высота основания фундамента,

hn- высота n-ого слоя,

γn- объемный вес( плотность) пород n слоя.

σzg0 = hфγгр = h2γ1 + (hф – h2) γ2 = 1,5*12,3 = 18,45 (кН/м2)

Б) Величина напряжения от дополнительно приложенной нагрузки:

σzp0 = N/Fф = 704/2,56 = 275 (кН/м2), где N- нагружающая сила; Fф- площадь основания фундаментов.

Напряжения на межслоевых отметках грунтов после подошвы фундамента, показывают зависимость увеличения напряжений с увеличением глубины залегания грунта:

σzg1 = σzg0 + h2| γ1 = 18,45 + 0,5*12,3 = 24,6 кН/м2

σzg2 = σzg1 + h3| γ1 = 24,6 + 0,4*12,3 = 29,52 кН/м2

σzg3 = σzg2 + h4| γ2 = 29,52 + 0,6*17,9 = 40,26 кН/м2

σzg4 = σzg3 + h5| γ2 = 40,26 + 0,6*17,9 = 51 кН/м2

σzg5 = σzg4 + h5| γ2 = 51 + 0,6*17,9 = 61,74 кН/м2

σzg6 = σzg5 + h6| γ2 = 61,74 + 0,6*17,9 = 72,48 кН/м2

σzg7 = σzg6 + h7| γ2 = 72,48 + 0,6*17,9 = 83,22 кН/м2

σzg8 = σzg7 + h8| γ2 = 83,22 + 0,5*17,9 = 92,17 кН/м2

σzg9 = σzg8 + h9| γ3 = 92,17 + 0,6*18,0 = 102,97 кН/м2

σzg10 = σzg9 + h20| γ3 = 102,97 + 0,6*18,0 = 113,77 кН/м2

σzg11 = σzg10 + h21| γ3 = 113,77 + 0,6*18,0 = 124,57 кН/м2

σzg12 = σzg11 + h22| γ3 = 124,57 + 0,6*18,0 = 135,37 кН/м2

σzg13 = σzg12 + h23| γ3 = 135,37 + 0,6*18,0 = 136,17 кН/м2

σzg14 = σzg13 + h24| γ3 = 136,17 + 0,6*18,0 = 146,97 кН/м2

σzg15 = σzg14 + h25| γ3 = 146,97 + 0,6*18,0 = 157,77 кН/м2

σzg16 = σzg15 + h26| γ3 = 157,77 + 0,5*18,0 = 166,77 кН/м2

Zn – толщина n слоёв

Z1, м Z2, м Z3, м Z4,м Z5, м Z6, м Z7, м Z8, м
0,5 0,9 1,5 2,1 2,7 3,3 3,9 4,4
Z9, м Z10, м Z11, м Z12,м Z13, м Z14, м Z15, м Z16, м
5,0 5,6 6,2 6,8 7,4 8,0 8,6 9,1

ζ = 2Z/b, где

b – ширина площадки загружения (1,6м );

Z – вертикальная координата точки, где определяются напряжения.

ζ 1 ζ 2 ζ 3 ζ 4 ζ 5 ζ 6 ζ 7 ζ 8
0,3 1,1 1,9 2,6 3,4 4,1 4,9 5,5
ζ 9 ζ 10 ζ 11 ζ 12 ζ 13 ζ 14 ζ 15 ζ 16
6,3 7,8 8,5 9,3 10,8 11,4

η = l/b=1,6/1,6=1 – отношение сторон фундамента, где bиl – соответственно ширина и длина площади загружения.

В соответствии с ζ и η вибираем коэффициент αi и находим напряжения, возникающие в грунтах в точках

σzp1 = σzp0*α1 = 275*0,8 = 220 кН/м2

σzp2 = σzp0*α2 = 275*0,4 = 110 кН/м2

σzp3 = σzp0*α3 = 275*0,297 = 81,7 кН/м2

σzp4 = σzp0*α4 = 275*0,21 = 57,75 кН/м2

σzp5 = σzp0*α5 = 275*0,15 = 41,25 кН/м2

σzp6 = σzp0*α6 = 275*0,103 = 28,33 кН/м2

σzp7 = σzp0*α7 = 275*0,084 = 23,1 кН/м2

σzp8 = σzp0*α8 = 275*0,065 = 17,88 кН/м2

σzp8 ≤ 0,2 σzg8

17,88 кН/м2 < 18,43 кН/м2- Из этого условия следует, что ниже 8-й

прослойки (h8|), т. е. ниже 5,5м от подошвы фундамента, осадка грунта будет незначительной. Поэтому рассчитываем осадку в пределах 8 прослоек.

Si =β(σzpср hi|)/Ei – осадка в пределах i-й прослойки, где

β = 0,8 – безразмерный коэф., равный всегда одной величине.

σzpср – среднее значение вышерасчитанных напряжений.

σzpсрi = (σzpi-1 + σzpi)/2 – среднее значение напряжения i-ой прослойки.

Рассчитываем осадки каждой прослойки:

S1 = (βσ1zpсрh2|)/E1 = = = 0,0099м

S2 = (βσ2zpсрh3|)/E1 = = 0,0066м

S3 = (βσzpср3h4|)/E2 = = 0,0014м

S4 = (βσzpср4h5|)/E2 = = 0,00105м

S5 = (βσzpср5h5|)/E2 = = 0,00074м

S6 = (βσzpср6h6|)/E2 = = 0,00052м

S7 = (βσzpср7h7|)/E2 = = 0,00039м

S8 = (βσzpср8h8|)/E5 = = 0,00026м

S = S1 + S2 + … + S8 - осадка грунта в пределах 8 прослоек.

S = (9,9 + 6,6 + 1,4 + 1,05 + 0,74 + 0,52 + 0,39 + 0,26)*10-3 = 20,86*10-3м = 2,1см – это осадка грунта до глубины 4,4 м от подошвы фундамента.

Предыдущая3456789101112131415161718Следующая

Дата добавления: 2014-12-16; просмотров: 7071; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Определение расчетной суммарной нагрузки в колонне

Нормативные нагрузки:

Постоянная –

  • от покрытия:

  • от 5-ти перекрытий:

  • от веса колонны:

  • Итого: Nn = 1413,05 кН.

Временная –

  • от покрытия:

  • от 5-ти перекрытий:

  • Итого: Pn = 709,02 кН

Всего нормативная нагрузка:

  • Nn = 1413,05 + 709,02 = 2122,07 kH.

Расчетные нагрузки:

Постоянная –

  • от покрытия:

  • от 5-ти перекрытий:

  • от веса колонны:

  • Итого: Nn = 1563,0 кН.

Временная:

  • от покрытия:

  • от 5-ти перекрытий:

  • Итого: Nl = 1296,0 кН

Всего расчетная нагрузка:

  • N = 1563,0+1296,0 = 2859,0 kH.

где - сечение колонны, м

H = 3,3 - высота колонны, м

γ = 25,0 - удельный вес железобетона, kH/кг3

γf = 1,1 - коэффициента надежности по нагрузке (табл.1, СНиП 2.01.07-85(2003)).

Поскольку у рассматриваемого сечения колонна жестко заделана в фундамент, коэффициент =0,7, принимаем расчетную длину колонны равной:

Т.е обязательно учитываем прогиб.

Определяем случайный эксцентриситет:

Принимаем большую величину е0сл = 13,3 мм.

  1. Назначаем: а = а/=4 см;

  2. Назначаем арматурные стержни и площадь сечения As = A’s =7,6 см2 с учетом конструктивных требований и минимального армирования.

Принимаем с каждой стороны по 220 АIII, Аs=Asc =6,28 cм2. Фактический процент армирования колонны:

;

Так как принятая арматура незначительно отличается от предварительно принятой, то расчет окончен.

Защитный слой бетона принимаем 20 мм;

Диаметр стержней поперечной арматуры принимаем 0,25 диаметра продольной арматуры: d=0,25x20= 5 мм.

Так как арматура класса АI катается начиная с 6, принимаем поперечную арматуру 6 мм.

Расстояние между поперечными стержнями принимаем не более 500 мм и не более 15 продольной арматуры (15х20=300 мм).

Спецификация колонны монолитной

Поз.

Обозначение

Наименование

Кол.

Масса,

кг

Примечание

Детали

1

20АIIIГОСТ 5781-82*L=4200

4

10,4

2

6 АIГОСТ 5781-82*L=910

13

0,2

Материалы

Бетон класса В30

0,58

м3

Расчет фундамента под колонну

  • Район строительства – г. Воронеж;

  • Глубина промерзания – 1,1 метра для глинистых грунтов;

  • Грунты основания – глинистые, расчетное сопротивление грунта R0=400кПа при е=0,5 и IL=1 (табл. Д.3 СП 50-101-2004);

  • Rb=17 МПа; Rbt=1,15МПа; Eb=32,5x10-3МПа – для бетона класса В30;

  • Rs=Rsc=365 МПа; Es=2,0x105 МПа – для арматуры класса AIII;

6.1 Расчет столбчатого фундамента

Расчет прочности столбчатых фундаментов включает определение размеров плитной части, определение размеров ступеней, определение сечения арматуры плитной части. Отметку верха фундаментов принимаю на 150 мм ниже отметки чистого пола зданий.

Высоту фундамента назначаю по условиям промерзания грунта основания, высоту плитной части фундамента назначаю по расчету.

Расчетная глубина промерзания грунта основания

где kh - коэффициент теплового режима здания, определяемый по табл. 12,2 СП 50-101-2004 с учетом расстояния от внешней грани стены до края фундамента.

Исходя из глубины промерзания (0,94 метра) и кратности 30 см, глубину заложения фундамента принимаю Н=1,2 м.

Высоту фундамента принимаю Н1=1,35 метра,

Площадь подошвы фундамента определяем предварительно без поправок R0 на ее ширину и заложение:

Размер стороны квадратной подошвы:

Принимаем размер подошвы 3,0х3,0 метра (кратным 0,3 м).

Уточняем

Давление на грунт от расчетной нагрузки:

Рабочую высоту фундамента определяю из условия продавливания по выражению:

Следовательно: принимаем высоту фундамента из условия промерзания грунта, равную Н1=1,35 метра.

Принимаю высоту плитной части фундамента 450 мм.

Вначале определяю вынос нижней ступени фундаментас1 из пересечения выноса нижней ступени с1 пересечениями линии АВ с линией, ограничивающими высоту ступени и принимаю ее равной 450 мм.

Проверяю условие:

где h01 – рабочая высота нижней ступени фундамента.

Сила F и bp вычисляются по формулам:

А01 – площадь многоугольника a1b1c1d1e1g1;

Размеры второй и третьей ступеней фундамента принимают так, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведенную под углом 45º к грани колонны на отметке верха фундамента.

Итак: принимаю размеры фундамента в плане l =b =3000мм, h01=450 мм; l1=b1=2100 мм; h02=450 мм; l2=b2=1200 мм;

Уточняем собственный вес фундамента и грунта на уступах:


Смотрите также