Расчет и проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания в г. Ростов-на-Дону (стр. 5 из 5)

4 Проектирование фундамента под колонну

Фундамент проектируем под рассчитанную выше колонну сечением 400×400мм с расчетным усилием в заделке

. Класс бетона монолитной конструкции и фундамента B20, класс арматуры монолитной конструкции и фундамента А-II ( )

Для определения размеров подошвы фундамента вычисляем нормативную нагрузку от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности по нагрузке

.

Нормативная нагрузка на колонну

По заданию грунт основания допускает условное расчетное давление R₀=0,28 МПа, а глубина заложения фундамента равна H_f= 1,4 м. Фундамент проектируется из тяжелого бетона класса В20 (R_bt=0,9 МПа, при γ_b2=1) и рабочей арматуры класса А-II (R_s=280 МПа).

Принимая средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах γ_mt =20 кН/м³=2·10^-6 н/мм³, вычисляю требуемую площадь подошвы фундамента по [Учебник, «ЖБК: общий курс», Байков, Сигалов, формула (XII.I)]:

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее:

Назначаю размер стороны квадратной подошвы а=3 м, при этом давление под подошвой фундамента будет равно:

(89)

МПа

Рабочую высоту фундамента определяю по условию продавливания, согласно [Учебник, «ЖБК: общий курс», Байков, Сигалов, формула (XII.4)]:

т. е.

.

По условию заделки фундамента в колонне полная высота фундамента:

H=1,5h_к+250=1,5·400+250=850 мм.

По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны Ø 32 A-II в бетоне класса В20

H=λ_an∙d+250=18∙32+250=826 мм,

где λ_an [табл.45, Пособие по проектированию ЖБК без предварительного напряжения] принимается:

С учетом удовлетворения всех условий принимаю окончательно фундамент высотой H=900 мм, трехступенчатый, с высотой нижней ступени h₁=300 мм. С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту h₀=H-a=900-50=850 мм, для первой ступени h₀₁=300-50=250 мм, для второй ступени h₀₂=600-50=550 мм (рис.15).

Выполняю проверку условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающимся в сечении IV-IV.

Для единицы ширины этого сечения (b= 1 мм)

Q=0,5∙(a-h_c-2∙h₀)∙b∙p_s’=0,5∙(3000-400-2∙850)∙1∙0,27=121,1 кН.

Поскольку

Q_b,min=0,6∙R_bt∙b∙h₀₁=0,6∙0,9∙1∙250=135 Н > 121,1 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определяю из условия расчета фундамента на изгиб в сечениях I-I, II-II, III-III.

Изгибающие моменты определяю по [1, формула (XII.7)]:

M_I=0,125∙ p_s’∙(a – h_c)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 400)²∙3000=684,45∙10⁶ Н∙мм.

M_II=0,125∙ p_s’∙(a – a₁)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 1200)²∙3000=328,05∙10⁶ Н∙мм.

M_III=0,125∙ p_s’∙(a – a₂)²∙b=0,125∙0,27∙(3000 – 2100)²∙3000=82,01∙10⁶ Н∙мм.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определяю из условий:

Нестандартную сварную сетку конструирую с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 16 Ø16 A_s=3217 мм², соответственно фактические проценты армирования расчетных сечений:

, что больше ;

, что больше ;

, что больше .

Расчет на продавливание фундамента от действия равномерно распределенной нагрузки ведется из условия [формула (107), СНиП 2.03.01-84]:

где: α – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона α=1),

u_m – полупериметр верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, определяется по формуле:

Продавливающая сила F определяется по формуле:

где: N=2441,75 кН – расчетное усилие в заделке;

- сила, которая действует на нижнее основание пирамиды продавливания, кН, определяется по формуле:

где: A_f = 9 м² – площадь подошвы фундамента;

N_n =2123,26 кН – нормативное усилие от колонны;

F=1401 кН < 1∙900∙5∙0,85 = 3825 кН

Следовательно, условие [формула (107), СНиП 2.03.01-84] соблюдается.

Рисунок 11 - Фундамент

Список используемых источников

1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 88с;

2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - - М,; ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 192с;

3. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). Ч, I/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. М: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 192с;

4. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. II/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 144с;

5. Бородачёв Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов - М: Стройиздат, 1995. - 211с.

6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. -М.: Стройиздат, 1985.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 36с.

8. СНиПП-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.