- глубина заложения фундамента (расстояние от уровня планировки до подошвы фундамента).

Тогда размер подошвы фундамента в плане , и его принимают кратным 100 мм.



5.2 Расчет тела фундамента

Расчет тела фундамента заключается в определении его высоты, количества и размеров ступеней, подбора рабочей арматуры подошвы фундамента.

5.2.1 Определение высоты

Высота фундамента определяется в зависимости от способа его сопряжения с колонной. При монолитном сопряжении (рисунок 5.1, а) минимальная рабочая высота фундамента определяется из условия его прочности на продавливание. Предполагается, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 33,7? [3]. РАСЧЕТ РИГЕЛЯ 58 При стаканном сопряжении колонны с фундаментом (рисунок 5.1, б) определяется минимальная толщина дна стакана из условия прочности дна стакана на продавливание.

Прочность на продавливание определяется вдоль расчетного критического периметра. Площадь приложения местной нагрузки должна иметь периметр не более 11, где - рабочая высота сечения фундамента или дна стакана. Если периметр площади приложения местной нагрузки больше 11, то производится расчет на срез от действия поперечных сил при отсутствии вертикальной арматуры согласно подраздел 7.2 СНБ 5.03.01-02 [1]. Условие продавливания записывается в виде:

где - погонная поперечная сила, вызванная нагрузкой от колонны, кН/м.



где - коэффициент, учитывающий влияние внецентренного приложения нагрузки.

При центральном приложении нагрузки = 1; - длина критического периметра.

При = и с учетом длины закругленных секторов с радиусом = 1,5 = 4 + 3;

- результирующая поперечная сила, действующая по длине критического периметра, за вычетом нагрузки от давления грунта по площади, находящейся внутри критического периметра:

где - расчетная нагрузка на обрезе фундамента;

p = / - реактивное давление грунта на единицу площади подошвы фундамента от расчетного усилия без учета веса фундамента и грунта на его уступах;

- площадь внутри расчетного критического периметра.

При

площадь подошвы фундамента,

- допускаемая расчетная поперечная сила, , воспринимаемая расчетным сечением плиты без поперечного армирования по расчетному критическому периметру пирамиды продавливания

Где подставляется в мм);

- расчетный коэффициент армирования, ? 0,02;

- нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, МПа. Подставив (5.3) и (5.5) в (5.2), получим квадратичное неравенство.

Решив его относительно рабочей высоты фундамента или дна стакана, получим

+0,45рa (100 );

В =6 +0,6 (100 ) ;

C=-(-) .

При монолитном сопряжении полная высота фундамента определяется с учетом защитного слоя бетона, который принимается не менее 45 мм, если фундамент устанавливается на бетонную подготовку, и не менее 80 мм, если подготовки нет. При стаканном сопряжении, кроме защитного слоя бетона, добавляется глубина заделки колонны в стакан, которая принимается не менее , и толщина «подливки» под колонну - не менее 50 мм. Высоту нижней ступени фундамента принимают равной 300 или 450 мм, высоту ступеней - 300 мм. При высоте плитной части фундамента мм можно принять две ступени, а при h ? 900 мм - три ступени. Более трех ступеней не выполняют. Если полная высота фундамента получается больше высоты плитной части, то устраивается подколонник.

5.2.2 Расчет на раскалывание

При стаканном сопряжении колонны с фундаментом производится проверка прочности фундамента на раскалывание по формуле

где - коэффициент трения бетона по бетону, = 0,75;

- коэффициент условий работы фундамента в грунте, = 1,3;

- площадь вертикального сечения фундамента по оси колонны за вычетом площади стакана.

5.2.3 Проверка прочности нижней ступени

Ступени фундамента работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта. Так как фундамент не имеет поперечной арматуры, максимальный вынос нижней ступени проверяется на прочность по наклонному сечению из условия восприятия бетоном всей поперечной силы от отпора грунта.

Прочность обеспечена, если выполняется условие

где - поперечная сила от отпора грунта, определяется как

где - величина выноса нижней ступени,

- ширина подошвы фундамента; - наибольшая поперечная сила, которую может воспринять бетон нижней ступени,

- рабочая высота нижней ступени; = 0,6.

Кроме того, нижняя ступень проверяется по прочности на продавливание вышележащей ступенью, если периметр вышележащей ступени меньше 11.



5.2.4 Расчет арматуры

Рабочая арматура подошвы фундамента определяется по изгибающим моментам, вычисленным как для консольной балки, заделанной в плоскости грани колонны или боковых граней ступеней .

Величины изгибающих моментов для сечений определяются по формулам:

=

Приняв плечо внутренней пары сил = 0,9, требуемую площадь арматуры определим по формулам:

Из трех значений требуемой площади к конструированию фундамента принимается наибольшая площадь арматуры.

Для прямоугольных в плане фундаментов расчет арматуры перпендикулярного направления производится по тем же формулам с заменой горизонтальных размеров колонны и фундамента на размеры другого направления.

Рассмотрим расчет фундамента при следующих исходных данных:

нагрузка, действующая на обрез фундамента =3161кН, = 2341 кН,

= 0,25 МПа ± 250 кПа;

глубина заложения фундамента = 4,7 м (с учетом глубины подвала, равной 3,2 м); бетон класса С, = 16,6 МПа;

= 0,75 МПа; (фундамент квадратный в плане);

арматура класса S500, = 450 МПа. Требуемую площадь фундамента определяем по формуле

тогда сторона подошвы квадратного в плане фундамента

Принимаем размеры подошвы фундамента 3,6 х 2,4 м, = 7,65 .

Для назначения высоты фундамента определим толщину дна стакана из условия прочности на продавливание

Здесь в первом приближении принято = 0,005 и k = 1,5.

Полная высота фундамента определяется суммой толщины дна стакана, защитного слоя бетона, глубины заделки колонны в фундамент и подливки: = 0,41+ 0,08 + 0,4 + 0,05 = 1,34 м. Принимаем высоту фундамента = 1,50 м (кратно 150 мм).

Так как фундамент - стаканного типа, проверим его прочность на раскалывание. Площадь вертикального сечения за вычетом площади стакана

Прочность на раскалывание обеспечена.

Проверим прочность нижней ступени на поперечную силу:

Определим периметр вышележащей (второй) ступени: 4 = 4·2,4 = 9,6 м. Так как 9,6 м > 11 = 11·0,15 = 4,4 м, то расчет нижней ступени на продавливание не производится, выполняется только расчет на действие поперечной силы.

Принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям прочности.

Для расчета площади арматуры подошвы фундамента определим изгибающие моменты в сечениях .

Требуемая площадь арматуры:

.

Фундамент - квадратный в плане, поэтому в каждом из двух направлений принимаем 1828 мм, класс арматуры S500, = 55,42 > = 4,09 . Диаметр арматурных стержней должен быть не менее 10 мм, шаг стержней - не более 200 мм.

При принятых размерах фундамента и армировании проверим прочность дна стакана на продавливание. Рабочая высота дна стакана

Длина критического периметра:

Площадь внутри расчетного критического периметра:

Поперечная сила:

*



Погонная поперечная сила:

Расчетный коэффициент армирования и коэффициент равны:

.

Допускаемая расчетная поперечная сила:

5.3 Конструирование фундаментов

Фундамент армируют сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10 мм и шагом 100-200 мм. Сварную сетку устанавливают по подошве фундамента с соблюдением защитного слоя. Сборные колонны жестко заделываются в фундамент, в котором с этой целью устраивают специальное гнездо (стакан). Глубину заделки колонны принимают не менее (1,0...1,5) - большего размера сечения колонны. Толщина нижней плиты гнезда должна быть не менее 200 мм. Зазоры между колонной и стенками стакана должны быть: по низу - не менее 50 мм, по верху - не менее 75 мм. Толщина стенок стакана должна быть не менее ѕ высоты верхней ступени.



Список используемой литературы

1. Байков, В. Н. Железобетонные конструкции. Общий курс / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. - М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.

2. Бетонные и железобетонные конструкции. СНБ 5.03.01 - 02. - Министерство архитектуры и строительства РБ. - Минск, 2003. - 140 с.

3. Каменные и армокаменные конструкции. СНиП II-22-81. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 44 с.

4. Пецольд, Т. М. Методическое пособие по проектированию зданий из сборных конструкций: учебное издание / Т. М. Пецольд, Н. А. Рак, И. В. Смех, А. Ф. Сивач. - Минск: БНТУ, - 2005. - 380 с.

5. Плиты перекрытий железобетонные ребристые. ГОСТ 27215-87. - Москва, 1987. - 19 с.

6. Попов, Н. Н. Проектирование и расчёт железобетонных и каменных конструкций: Учебник для строительных спец. Вузов / Н. Н. Попов, А. В. Забегаев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1989. - 400 с.

7. Талецкий, В. В. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания. Элементы каркаса и междуэтажного перекрытия из сборного железобетона : учеб.-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию / В. В. Талецкий. - Гомель : БелГУТ, 2009. - 80 с.

8. Шерешевский, И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: учеб. пособие для студентов строительных специальностей / И. А. Шерешевский. - М.: «Архитектура-С», 2005. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru

...