Определение количества верхней продольной арматуры

Определим расчетное сопротивление бетона срезу

R_sh=2R_вt=2 × 1,15=2,3 МПа.

Требуемая площадь верхней продольной арматуры

А_s^'=

где åА_sw^'=30,18 см² – суммарная площадь поперечного сечения горизонтальных стержней Æ8А400 4-х сеток при пятнадцати стержнях в одной сетке.

Принимаем по конструктивным требованиям 4Æ16А400.

Рис. 6.9.3. К армированию подкрановой распорки
7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Исходные данные для расчета

Для проектируемого здания применены отдельные железобетонные фундаменты ступенчатого типа под колонны из бетона класса В20 армированные арматурой класса А400.

Характеристики арматуры класса А400:

R_s = 355 МПа; R_sc = 355 МПа; R_sw = 285 МПа; E_s = 200000 МПа.

Характеристики бетона класса В20:

R_bt.ser = 1,35 МПа; R_b.ser = 15 МПа; R_bt = 0,9 МПа; R_b = 11,5 МПа; γ_b2 = 0,9;

E_b = 27500 МПа.

Расчетное сопротивление грунта – R₀ = 0,14 МПа.

Расчетные и нормативные усилия на уровне обреза фундамента (сечение 4-4):

М_max = -210,29 кН·м,

N_соот = 897,51 кН,

Q_соот = 12,2 кН,

М_ser = М_max / = 210,29 / 1,15 = 182,86 кН·м,

N_{о ser} = N_соот / = 897,51 / 1,15 = 780,44 кН,

Q_ser = Q_соот / = 12,2 / 1,15 = 10,6 кН.

Предварительный выбор основных размеров фундамента

Глубина заложения фундамента

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов:

d_fn = d₀ · М_t^0.5,

где d₀ = 0,23 – для суглинков и глин.

M_t = 13+12,4+6+3,7+10 = 45,1 – коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

d_fn = 0,23 · 45,1^.5 = 1,5 м.

 

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

d_f = k_h · d_fn,

где k_h = 0,5 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания без подвалов при температуре внутреннего воздуха +20^оС.

d_f = 0,5 ·1,5 = 0,75 м.

Предварительно принимаем минимальную глубину заложения фундаментов: d = 1,95 м.

Рис.7.2.1. К расчету глубины заложения фундамента

Размеры стаканной части фундамента

Величина заделки решетчатой колонны в фундамент

h_з = 1,2 м.

Глубина стакана

h_с = h_з + 0,05,

h_с = 1,2 + 0,05 = 1,25 м,

Принимаем h_с = 1,25 м.

Минимальная высота фундамента

H_{f min} = h_с + 0,2,

H_{f min} = 1,25 + 0,2 = 1,45 м.

Принимаем для дальнейшего расчета высоту фундамента: H_f = 1,8 м.

Минимальные длина и ширина подоколонника

l_п = h_кол + 2 · 0,075 + 2 · l_w,

b_п = b_кол + 2 · 0,075 + 2 · b_w,

где l_w = b_w = 0,175 м – минимальные толщины стенок стакана расположенные соответственно параллельно и перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента.

h_кол = 1,9 м – высота сечения колонны,

b_кол = 0,5 м – ширина сечения колонны,

b_w = 0,175 м – толщина стенки стакана в первом приближении.

l_п = 1,9+2 · 0,075 + 2 · 0,175 = 2,4 м,

b_п = 0,5+2 · 0,075 + 2 · 0,175 = 1 м.

Принимаем следующие размеры подколонника:

l_п = 2,7 м,

b_п = 1,2 м.

Толщина стенки стакана расположенной параллельно плоскости действия изгибающего момента

l_w = (l_п - h_кол – 0,15) / 2,

l_w = (2,4 – 1,9 – 0,15) / 2 = 0,325 м.

Толщина стенки стакана расположенной перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента

b_w = (b_п - b_кол – 0,15) / 2,

b_w = (1,2 – 0,5 – 0,15) / 2 = 0,275 м.

Размеры подошвы фундамента

Расчетное значение момента на уровне подошвы фундамента

М = М_max + Q_соот · H_f,

М = 210,29 + 12,2 ·1,8 = 228.6 кН·м.

Длина и ширина подошвы:

l = (N_{о ser} / (m · (R₀ - g · d))^0.5,

l = (780,44/ (0,8 · (160- 20 · 1,65)))^0.5 = 2,75 м,

b = l × m =2,70 · 0,8 = 2.16 м.

m= 0,8 - коэффициент соотношения сторон фундамента.

Принимаем предварительно размеры подошвы: l = 3,3м, b = 2,4 м.

Для внецентренно нагруженного фундамента должны выполняться следующие условия:

1) для среднего давления

Р < R₀,

где Р – среднее давление на грунт

Р = N_ser / (b · l),

N_ser – сила под подошвой фундамента

N_ser = g · b · l · d + N_{о ser},

N_ser = 20 · 2,4 · 3,3 · 1,5 + 78,44 = 996,44 кН.

Р = 996,44 / (2,4 · 3,3) = 125,8 кПа < R₀ = 160 кПа - условие выполняется.

2) для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно одной главной оси инерции подошвы фундамента

P_max £ 1,2 · R₀,

где P_max – максимальное давление на грунт

P_max = N_ser / (b · l) + М_ser / (b · l² / 6),

P_max = 996,44 / (2,4 · 3,3) + 182,8 / (2,4 · 3,3² / 6) = 167,75 кПа,

P_max = 167,75 кПа £ 1,2 · R₀ = 1,2 · 160 = 192 кПа - условие выполняется.

Рис. 7.2.3 План Фундамента