Определение глубины заложения и высоты фундамента

Исходные данные

Рассчитать и законструировать внецентренно нагруженный фундамент под среднюю двухветвевую колонну с сечением в подкрановой части =1200х500мм.

Место строительства -г. Минск. Глубина сезонного промерзания d_f=1100мм.

Грунт основания -песок средней крупности с коэффициентом пористости ε=0,55 плотностью r=1700кг/м³.

По таблице Б.1 приложения Б [3] определены расчетные характеристики грунта:

-нормативное значение удельного сцепления c_n=4кПа=0,004МПа

-нормативное значение угла внутреннего трения j_n=36°

- нормативное значение модуля деформации E=30МПа

По таблице 5.5 [4] принимаем условное расчетное сопротивление грунта = 300 кПа=0,3МПа.

Материал фундамента:

Бетон класса C16/20: = 10,67МПа, = 0,87МПа.

Для рабочих стержней арматуры класса S500:

расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры = 435МПа,

 модель упругости арматуры

относительные деформации арматуры

 

Бетона С16/20:

предельные относительные деформации бетона ‰ (табл. 6.1 [3]),

по табл. 6.5 [1] ,

Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм.

 

Определение усилий, действующих на основание и фундамент

 

Наибольшие усилия от расчетных нагрузок M_sd4-4, N_sd4-4, V_sd4-4, передаваемые колонной в уровне верха фундамента (сечение 4-4), приняты по таблице 1.10. [2].

Нормативные усилия M_sk4-4, N_sk4-4, V_sk4-4 получаем по формулам соответственно:

 

                                                       (1.7)

где γ_f -средний коэффициент безопасности по нагрузке, γ_f=1,4

Расчетный и нормативный моменты на уровне подошвы фундамента:

                                  Msd _tot= Msd_4-4+ Vsd·h_f                                                      (1.8)

                                   Msk _tot= Msk_4-4+ Vsk·h_f                         

Рисунок 2 -Усилия, действующие на столбчатый плитный внецентренно нагруженный фундамент

 Расчетные  и нормативные усилия, действующие на основание и фундамент, приведены в таблице 1 и таблице 2.

 

Таблица 1-Расчетные усилия на фундамент под среднюю колонну

Сочетания усилий	Комбинации усилий		Усилия в сечении 4-4			Vsd·hf	Усилия на уровне подошвы
			Msd4-4, кН·м	Nsd4-4, кН	Vsd4-4, кН		Msdtot кН·м	Nsdtot, кН
Расчетные усилия для расчета элементов фундамента на прочность с коэффициентом γf>1	1	Мmax,N,V	169,72	-2333,39	16,13	24,2	193,92	-2333,39
	2	Мmin,N,V	-134,69	-2060,28	16,13	24,2	-110,49	-2060,28
	3	Nmax,M,V	169,72	-2333,39	16,13	24,2	193,92	-2333,39

 

Таблица 2−Нормативные усилия на фундамент под среднюю колонну

Сочетания усилий	Комбинации усилий		Усилия в сечении 4-4			Vsk·hf	Усилия на уровне подошвы
			Msk4-4, кН·м	Nsk4-4, кН	Vsk4-4, кН		Msktot, кН·м	Nsktot, кН
Нормативные усилия для расчета оснований по деформациям с коэффициентом γf=1	1	Мmax,N,V	121,23	-1666,71	11,52	17,28	138,51	-1666,71
	2	Мmin,N,V	-96,21	-1471,63	11,52	17,28	-113,49	-1471,63
	3	Nmax,M,V	121,23	-1666,71	11,52	17,28	138,51	-1666,71

Примечание - h_f-высота  фундамента, h_f =1500 мм (см. п. 1.3).

 

 

Исходные данные

Рассчитать и законструировать внецентренно нагруженный фундамент под среднюю двухветвевую колонну с сечением в подкрановой части =1200х500мм.

Место строительства -г. Минск. Глубина сезонного промерзания d_f=1100мм.

Грунт основания -песок средней крупности с коэффициентом пористости ε=0,55 плотностью r=1700кг/м³.

По таблице Б.1 приложения Б [3] определены расчетные характеристики грунта:

-нормативное значение удельного сцепления c_n=4кПа=0,004МПа

-нормативное значение угла внутреннего трения j_n=36°

- нормативное значение модуля деформации E=30МПа

По таблице 5.5 [4] принимаем условное расчетное сопротивление грунта = 300 кПа=0,3МПа.

Материал фундамента:

Бетон класса C16/20: = 10,67МПа, = 0,87МПа.

Для рабочих стержней арматуры класса S500:

расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры = 435МПа,

 модель упругости арматуры

относительные деформации арматуры

 

Бетона С16/20:

предельные относительные деформации бетона ‰ (табл. 6.1 [3]),

по табл. 6.5 [1] ,

Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм.

 

Определение глубины заложения и высоты фундамента

Высоту фундамента для сборных колонн назначается из следующих условий:

1. глубины промерзания грунтов,

2. требуемой глубины стакана из условий достаточной анкеровки продольной  арматуры и обеспечения  жесткости защемления  колонны в фундаменте.

1 Из условия промерзания грунтов:

Нормативная глубина промерзания грунта для города Минска d_f=1100мм

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта,

                                                                                                                   (1.1)

где k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице 5.1 [4]; для неотапливаемых сооружений — kh = 1,1;Принимаем k_h=0,6.

d_f-нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по данным наблюдений местной гидрометеорологической станции за период не менее 10 лет или по 5.2.4 [4];Принимаем для Минска d_f=1100мм.

Требуемая высота из условия промерзания грунтов:

                                          (1.2)                                                                                    

2 Требуемая глубина стакана из условий достаточной анкеровки  продольной арматуры  и обеспечения жесткости защемления колонны  в фундаменте:

                                                 ø+50,                                                          

                                                                                       (1.3)

                                                

где 50 мм-зазор между дном стакана и торцом колонны

ø+50=30·16+50=530 мм

 

Принимаем h_bd=900+50 мм=950мм,

где 50 мм-зазор между дном стакана и торцом колонны

Тогда требуемая высота фундамента:

                                                                                                       (1.4)

где h_d- толщина дна стакана из условия обеспечения прочности днища стакана на продавливание при монтаже принимаем h_d=550мм  (min=200мм).

Окончательно принимаем высоту фундамента h_f=1500мм, учитывая ее кратность 300 мм.

Тогда глубина заложения фундамента:

                                                  d_f =h_f+150                                                 (1.5)

d_f =h_f+150=1500+150=1650мм

 

С учетом конструктивных требований находим размеры подколонника, соблюдая кратность 300мм:

в х−направлении:                                                                   

в у−направлении:                                                              (1.6)

где d -толщина стенки подколонника, ³200мм

 

Принимаем размеры подколонника кратные 300мм: b_p=1200мм, l_p=1800мм

 Рисунок 1- Столбчатый плитный внецентренно нагруженный фундамент под среднюю колонну