/
Text
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородски и г осу дарственный архитектурно-t цианезьный университет» (ННГАСУ)
Инженерно-строительный институт
РАСЧЕТ И KOHCI РУИ1Ч ЖАННЕ ОТДЕЛЬНЫХ
ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ
Методические указания для выполнения курсовых и
дипломных проектов по желе юбетонным конструкциям
Нижний Новгород, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания выполнены в соответствии с действующими Нормами
проектирования нагрузки и воздействия [1] , бетонные и железобетонные конструкции [2],
основания зданий и сооружений [3], пособия к ним [5], проектирование и устройство оснований
и фундамента» зданий и сооружений [4]
Настоящие указания распространяются только на проектирование отдельных железобетонных
фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений При проектировании
фундаментов учтены типовые решения монолитных железобетонных фундаментов под колонны
одноэтажных и многоэт ажных зданий
1 КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ФУНДАМЕНТОВ
При центральном загружении фундаменты проектируются с квддранюй подошвой или близкой к
квадрату, при внецентренном загружении с соотношением сторон его подошвы t>/l>0 6 Ei целях
унификации опалубки все размеры элеме нтов фундаментов (как ropiriotii ильные, гик и вертикальные)
принимаются кратными 300 мм
(Мюзничения.
А - площадь подошвы фундамента,
b - ширина подошвы.
1- длина подошвы
bcf- меньший размер сечения
подколонника.
I cf - больший размер сечения
подколонника,
h- полная высота фундамента,
h - высота плитной части,
hl , h2, h3 - высоты 1,2 и 3 ступеней
dp-1дубина стакана;
d с -1 лубнш1 заделки колонны;
t - голшиии стснкн спишна поверху,
Н - глубина заложении фундамента,
Рисунок 1 - Обозначение размеров фундамента
/
Глубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны du, которая назначается
для типовых колонн - гю данным рабочей документации,
для индивидуальных прямоугольных ьолонн по таби I, но не менее, чем по условиям заделки
рабочей арматуры колонн, указанным в табл 2
Таблица I Гпубина заделки колонн dc
Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего уступа фундамента t/h^ или глубине стакана t/dp Глубина заделки колонн прямоугольного сечения dc при эксцентриситете продольной силы
е«<2/с еп>24
>0,5 <0,5 Таблица 2. Глубина dt; из условия пнкеро /с 4 виси арматуры колонны 1с ic+0,33(lc-2t)(1с -2), причем 1с <dc< 1,41с
Класс рабочей арматуры Глубина заделки рабочей ирмлнуры при проектном классе бегопа колонны
В 15 В 20 и более
А400 Л300 Значения л скобках относя гш может быть уменьшена и случи»к неполного пспольнишн допускается принимать умея стержней к сжатой зоне, анкеруемыми растянутыми воспринято; -приварки к концам рабочих стер 30с! (IKd) 25d ( 15d ) к глубине заделки сжатой рабоче; ня расчетного сечения пшенным в N/R,A, раз< где N - усилие, котор< стержнями, а Н.Л, - ус жней анкерных стержней (рисунок 25d (15d) 20d(10d) л арматуры Глубина заделки арматуры длину заделки а, ко не менее чем для х? должно быть воспринято илие„ которое может быть 2а) или шайб (рисунок 26)
Рисунок 2 - Анкеровка рабочей арматуры колонн
В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана принимается не менее
величин, указанных в таблице 3
Таблица 3 Толщина стенок стакана! дня колонн прямоугольною се"ения
Направление усилия Толщина стенок стакана t, мм для колонн прямоугольного сечения с эксцентриситетом игро/юльной силы
ео<2/с со '2’>
В плоскости изгибающего момента 0,2 ио не менее 150 0 3 4, но не менее 150 9
Из плоскости изгибающего момента 150 150
Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм Для опирания
фундаментных балок на фундаментах следует предусматривать столбчатые набетонки, которые
выполняются на готовом фундаменте Крепление набсгонок к фундаменту рекомендуется
осуществлять за счет сцепления fScrona с предварительно подготовленной поверхностью бетона
фундамента (насечки) или приварки анкеров к закладным изделиям, или с помощью выпусков
арматуры, предусмотренных в геле фундамента (при отношении высоты набетонки к ее меньшему
размеру в плане >15).
2 АРМИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
Армирование подошвы производится сварными или вязанными сетками В
случае, когда меньшая из сторон подошвы в фундаменте имеет размер <3м,
применяются сетки с рабочей арматурой в двух направлениях (рисунок За)
При Ь>3 м применяются отдельные сетки с рабочей арматурой, укладываемые в двух
плоскостях При этом рабочая арматура, параллельной большей стороне подошвы I , укладывается
снизу Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними
рабочими стержнями не более 200 мм ( рисунок 36 ). Минимальный диаметр рабочей арматуры сеток
принимается равным 10 мм вдоль стороны I < 3 м и 12мм при 1 > Зм.
а) , б)
Рисунок 3 - Армирование подошвы фундамента а) при b < 3 м, б)при b > 3 м
Подколенники рекомендуется армировать вертикальными сетками (каркасами) Минимальный
процент содержания арматуры S и S' должен составлять не менее 0,04%, а при расположении арматуры
равномерно по периметру сечения минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна
приниматься не менее 0.08 %
В целом можно рекомендовать четыре варианта армирования фундаментов.
I ый вариант (t / h.f или t / dp> 0.75 три t >200 мм)
Вертикальная арматура в подколеннике отсутствует По верху стакана устанавливается плоская
или гну гая сетка для предохранения стенок стакана от возможных повреждений при монтаже
колонн каркаса. Сетки С>2 устанавливаются из расчета на смятие дни стакана
2-ой вариант Подколенник бегонный Минимальный диаметр вертикальной ирмшуры К) мм при
защитном слое бетона 50 мм
Рисунок 5 - Бетонный подколенник с вертикальной конструктивной арматурой
3-ий вариант Если в сечении бетонного подколонника возникают растягивающие напряжения менее
1МПа, то при максимальных сжимающих напряжениях более 0,8 Rb ( напряжения определяются как
для упругого тела) необходимо выполнять конструктивное армирование на всю высоту
подколонника При этом площадь сечения арматуры с каждой стороны подколонника должна быть
не менее 0,02 % площади его поперечного сечения К этому же варианту относятся фундаменты с
железобетонными подколенниками, в которых по расчету сжатая арматура не требуется, и количество
растянутой арматуры не превышает 0,3%
Рисунок 6 - Железобетонный подколенник с вертикальной конструктивной .арматурой
4_~_ый_)ч1р><аш' Фундаменты с железобетонными подколенниками, которые рекомендуется
армировать вертикальными плоскими сетками, обьедпненными в пространственный каркас
Рисунок 7 - Армирование фундамента с расчетной арматурой подколонника
К-1(2 шт} К-2(2 шт)
3 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ
включает два этапа
1~ый этап. Определение размеров подошвы фундамента < второе предельное состояние)
производится от расчетных нагрузок при yf ~ 1 и с учетом собственной массы фундамента и грунта
на сто уступах
2-ой этап Расчет фундамента на прочность производится от расчетных тиру юн при yf > 1 и без
учета собственной массы фундамента и грунта на его уступах. Расч<*1 nn прочное! >. включает:
расчет на продавливание плитной части;
расчет на продави ивание фувдам : нта коло иной от дна c i акана;
расчет на раскалывание тела фундамента,
определения площади сечения арматуры плитной части;
расчет плитной части на обратный момент,
расчет плитной части на поперечную силу,
расчет подколонника (поперечных сечений и арматуры горизонтальных сеток)
расчет бетона фундамента на смятие под торцом колонны.
Кроме расчета на прочность э необходимые случаях производится расчет элементов
фундамента по образованию и раскрыти ю трещин
3 1 ЦЕНТРАЛЬНО НАГРУЖЕННЫЙ ФУНДАМЕНТ
3.1.1 Определение размеров подошвы фундамента производится по формуле
- ----п»||ц
A = N/(R-fUI) (О
... л J_
где N - нагрузка на обрезе фундамента при yr = 1 0;
R - расчетное сопротивление грунта основания,
рт = 20 кН/ м’ - средняя плотность бетона фундамента и грунта на уступах
3.1.2 Расчет фундамента на прочность
а) Расчет на продавливание плитной час ти (выполняется всегда) производится из условия
F < Rb Um ho (2)
где F = Ао aN/A:=p* Ао - продавливающая сила (3)
UnTho= (b 1+Ь2) ho / 2 - площадь вертикальной проекции боковой стороны призмы продавливания (4)
б) Расчет па npo'uiiiiiiiiiiiiinr фундамента колонной от дна стакана при высоте
подколонникд. удонлст1юряю|цей условию h Cf- dsO Sflti -le) i-50 (5)
(линия я ниже линии Ь) производится на действие только расчетной продольной силы
Nc - O'N, действующей в уровне торца колонны.
Проверка прочности производится из условия N,; < b-RiM I Ьт%р/А0 (6)
где а - коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть
фундамента через стенки стакана.
«-( I -0,4Rt< Ас / N ) > 0,85 (7)
Rb< - сопротивление бетона за моноличи ван гля стакана с учетом коэффициентов уЬь Yw, ум;
Ас = 2 ( b<, + 1и) dc - ппощадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента
Рисунок 9 - Схема продавливания фундамента колонной от дна стакана
в) Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы Nv (рисунок 110 )
производится из условий:
в продольном направлении N<(H 1*7 5,.)р yg AiRtjl (8)
в поперечном направлении Nc ’ (1 41с/ be) pyg AbRbt
где: ц - 0,75 - коэффициент грения бетона по бетону;
- коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом и принимаемый
равным 1,3, при отсутствии засыпки фундамен i u грунтом (например в подвалах) у^ - 1,0
Из расчета на продавливание и раскалывание принимается бблыная величина несуще й способности
фундамента, тс есть прочность фундамента обеспечена, если выполняется хотя бы одно из условий:
(6) или (8).
г) Расчет плитной части фундамента на поперечную сил у производится при соотношении сторон
подошвы b /1 < 0,5
При вылез с фундпмен) ной плиты (или сiуленн ) С <2,4 11, проверка производится из условия
Q<2 5RMbho (9)
при C>2.4h<. О’бКы I W/C (10)
с ко)фф1пцн*|пами условия рабозы Ты, Уь?, Тм
л) Расчет плитной части центрально нагруженною фундамента на обратный момент не требуется,
так как продольная сила находится в пределах ядра сечения подошвы фундамента
е) Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента производится из расчета на
изгиб консольных вылетов плитной части фундамента на /действие реактивного отпора грунта под
подошвой (рисунок 11)
в направлении 1
для сечения 1 - 1
Мь|=р С|2 Ь/2 (11)
Wmj= Rb b • ho/ )—1- ot mi
AS1 -M|.|/[R, (1-0,5^)^]
для сечения 2-2
М2-2 = р • с22 b/2 (12)
Ofn2 - М2-2/( Rb • Ь, • hl)/ )
А,2- М|.|/[R, (1-0,5^) h<u)
В направлении Ь по сечениям 33 и 4-4 расчет арматуры необходимо производить, если с? и с4
сответственно больше ct и с2 Площадь сечения арматуры Asb каждом направлении принимается
большая из двух значений (А,| и А^) или (As3 и А^)
При определении As допускается принимать (1-0,54) “ 0,9.
Рисунок 11 - Расчетные схемы и сечения при определении площади арматуры в подошве фундамента
ж) Расчет подколонника
Расчет прочности поперечных сечений бетонных и железобетонных подколенников производится
по двум сечениям по их высоте (рисунок 12)
Рисунок 12 - Расчетные сечения подколенника
Г’асчет коробчатою сечения 1-1 производится на продольную силу N, равную N - Nc и всей
вергвкпльпой нагрузки, расположенной! выше рассматриваемого сечения (от собственной массы
подколонникп, 11<)мнц,|||ых пиненей и » л ) Изгибающий момент Мы принимается в уровне заделанного
зорил колонны
Piunri прямоуп>лыю1 о сечения 2-2 производится на продольную силу N и на нагрузку
имеющуюся выше рассмагриваемого сечения. Изгибающий момент М« принимается в уровне
рассматриваемого сечения.
При вычислении изгибающих моментов учитывается случайный эксцентриситет еа
Для подколенников, находящихся в грунте, при соотношении МКг <6, а также подколенников
с hef/bef < 4 при отсутствии засыпки коэффициент ц 1 Если эксцентриситет е0> н = Мы / NM и
во, 2-2 ~ М2.2 / N2-2 не превышает 0,45 U, подколонник можно проектировать бетонным ( 1-ый или
2-ой вариант армирования)
Расчет прочности поперечного сечения Сезонного подколонника производится из условия:
- по сжатой зоне N ы (N2.2) < Rb • Аь (13)
где Rb с коэффициентами уы ~ 0,9 (для бетонных конструкций) и у«= 0,9 (при бетонировании
подколенников в вертикальном положении);
Аь- площадь сжатой зоны.
Для прямоугольного сечеия Аь = bcf lcf ( 1 - 2 q -eo/h-f) (14)
- по растянутой зоне NM(N2.2) < bCf / (6e0 -ц/Кг 1) (15)
В случае невозможности проектирования подколонника как бетонного элемента, необходим расчет
вертикальной арматуры. Его можно выполнить как для внецснтренно сжатых элементов с
симметричным армированием
При соблюдении х<£ ho по формуле
A5 = As™ N(e4io + 0,5 x)/(Rw(ho-a)) (16)
при х > К, пс формулам для внецентренно сжатых элементов, приведенных в СП [6|
Поперечная арматура стаканной части подколонника, выполняемая н виде гори юнтапьных сеток, в
центрально нагруженных фундаментах назначается конструктивно ( 408 мм ), пак как продольная сила
находится в ядре сечения.
Рисунок 13 - Расчетная схема стаканной части подколонника
1 - горизонтальные сетки.
и) Расчет бетона фундамента на местное сжатие (смятие) под торцом колонны при отсутствии
косвенного армирования производится из условия
N, Rb toe "Аь, joc
(17)
где: v - коэффициент, равный 1 при ео < V Ь (lii; / 6) и 0,75 при e0>lc/6(bi;/6)
Rb.iov = (рюс Rb - расчетное сопротивление бетона смятию
“ 0.8 J4 / 4 = 1 -2,5
Rb с учетом коэффициентов уы ,Уы и ум
А Ьдпах - площадь поперечного сечения подколонника, но не более произведения (Ie+2bt)(bJ-2l,;)
А ыос - площадь дна стакана (площадь смятия)
При невыполнении условия (17) ниже дна стакана устанавливаются сетки косвенного
армирования Несущая способность сечения при наличии сеток косвенного армирования определяется
из условия
Ne. < Ig-Rb.ioc Ah.inc (18)
где Rbj« - Rb.kx +2 фЯХу RSKV |Щ. ху - приведенная призменная прочность бетона на местное сжатие
И s xv ~ ( Ц< Ajx !х + nv А,у J,) / ( Аь inc c-г *S )
R»xv - расчетное сопротивление косвенной арматуры сеток;
А к ]<кх - площадь сечения бетона внутри контура сеток,
пх А«, 1Х - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и
длина стержня в одном направлении (считая в осях край них стержней);
Пу, А,у, 1у - то же в другом направлении,
S - расстояние между сетками
Минимальное число сеток принимается равным двум При этом выполняется проверка на
местное сжатие бетона в уровне нижней сетки по условию (J 7) с площадью А ыос" (Ьр + 2z)(lp + 2z)
где z - расстояние <п дна стакана до нижней сетки При невыполнении условия (17) следует увеличить
число сеток до трех или четырех с соответствующей проверкой достаточности прочности бетона под
сетками Сегки косвенного армирования располагаются в пределах расчетной площади А ьлпах
3 2 ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЙ ФУНДАМЕНТ
3.2.1. Определение размеров подошвы фундамента (уг - 1 )
Формулы для определения размеров подошвы фундамента нет.
Предварительно можно определять размеры подошвы фундамента как центрально нагруженного
(без учета Мф), затем увеличить их на 20.. 30%
Размеры считаются подобранными, если
выполняются три условия
Р™ == (N4/ (bl)) (1+ 6 воф/1) < I 2R
Рп1П=(М<й/(Ь1))(1«6еОф/1)2>0
Pq^N+/bl = (PM114fPiMny2<R
R - расчетное сопротивление грунта
N<ji:= N + Оф 4 1Мфб
(19)
Мф~ Q h + Ыфй е
Ыфб - нагрузка, передаваемая фундаментными
балками или цокольными панелями
®(>Ф ~Мф / №ф
Рис 15 - К определению размеров подошвы фундамента
Окончательно примятые размеры подошвы
должны быть минимально возможными исходя
из формул (19)
3.2.2. Расчет фундамента на прочность (yr> 1 )
а) Расчет на продавливание плитной части производит ся из условия (2), но при определении
продавливающей силы F давление Р для площади продавливания Ао принимается средней величины
под этой площадью,
то есть Р ж (Р™х+ PJ/2 ( Рисунок 16)
P™^((N/(b- 1))(Н6ем/1)
Pmin-((N/(b- 1))(1-6е«|/1)
Кт =N/(bl)
Соф ” М4/ N<|„
где - нагрузка, передаваемая на
фундамент колонной и цокольной
панелью или фундаментной балкой
Мф “ М + Q ’ h + N<jrf • е
F « (( Pm»x + Рс У 2) Ao < Rbfbm hoi (21)
Рисунок 16 - Схема образования пирамиды продавливания в нижней ступени.
б) Расчет на продавливание фундамента колонной от дна стакана, расчет на раскалывание и
поперечную силу производится аналогично расчету для центрально нагруженного фундамента
в) Расчет плитной части фундамента на обратный момент производится при действии на
фундамент обратного изгибающего момента (рис 17)
Условие прочности имеег вид
Мо <RbiW (22)
где W = bhi2/6 (23)
Rbt с учетом коэффициентов ybi, Tw и Уы
Рисунок 17 - К расчету фундамента на обратный момент
г) Определение сечений арматуры плитной части фундамента
В направлении I
Мм = (pt -с,2/ 2 + (рпчях- Р|)С1/ 3) b
аП1| в Ми/ (Rb b • Ki2) -♦
А,;= Мы/(R. (1-0,551) hoi)
Мг2= (рз С2/ 2+ (ртмгрз) С2 /3) Ь
«т:» ~ М2.2/ ( Rb bj ho22 )
^2:=|-V’“2“m2
As?. ~ M2.2 / (Rr( l-0,5£i) ‘M
Плошадь арматуры в направлении 1 принимается
большая из двух значений As> и А,2
В направлении Ь
M'.i-з « Рср с? I / 2;
X О..=Мм/(Иь I Л,|2)->5э-»
А„, = Мм/(R.(l-O,55>) hoi)
Мм= Рч,с?1/2
Опи ~ Мм / ( Ri,* 1г hta2) —♦ 5* ~~*
А», =M,V(R. ( 1-0.55,) М
ГЖ-Р„ =N/(bI)
Площадь армагуры в направлении b
принимается большая из А,3 и Л,4
Рисунок 18 - Расчетные сечения для определения площади арматуры подошвы
д) Расчет поперечных сечений подколонника производится также как для центрально нагруженных
фундаментов, в сечениях 1-J и 2-2, но в расчетные усилия добавляются изгибающие
моменты от действующих М и Q на обрезе фундамента
Таким образом расчетными ус^тиями будут
в сечении Ы
Nh*5 N-Nt. + +Ntfl ; Мы = M + Qdt:+ Мфб* е
в сечении 2- 2
Ni-2 “• N + NcfI; М2-2~ М + Qhcf+ е
Рисунок 19 - Расчетные сечения подколонника
е) ^оперенная арматура стаканной части подколонника, выполняемая в виде горизонтальных сварных
сеток, определяется в сечении 1 -1 (рисунок 20) по условным изгибающим моментам Мк или М\,
которые определяются от действующих сил относительно точек кик поворота колонны.
Моменты принимаются равными
при ео ~ M/N>M 2
Mk- 0.8 ( М + Q dc - 0 5-NL l,;) (24)
при У2>ео>1с/ 6 М'к = 0 3 М ь Q de
Площадь поперечной арматуры сеток (суммарная площадь стержней в одном направлении)
определяется из уравнений.
Rs, Asi-z, = Mk или Rs, A„ Zr= M’k (25)
где A„ - площадь сечения всех стержней арматуры в одном направлении на 1-ом уровне;
z, - привязка сеток поперечной арматуры к горну колонны
Рисунок 20 - Расчетная схема стаканной части фундамента
При одинаковых диаметрах стержней и класса арматуры площадь сечения рабочей арматуры сварной
сетки равна: < _
В случае действия продольной силы в пределах ядра сечения (ef( < lc/6, efi < bc/6) поперечное
армирование подкоцоинича нзвначается конструктивно (408)
ж) Расчет фундамент на местное сжатие (смятие) под гордом колонны производится также как и для
центрально нагруженных фундаментов
3.2.3* Расчет фундаментов но образованию и раскрытию трещин (второе предельное состояние)
для плитной части фундамента и подколонника производи гея в соответствии со СП 52-101-2003 Для
коробчатого сечения подколонника 1-1, а также дня лрямоушльного сечения 2-2 в подколенниках,
процент армирования которых по одной стороне не превышает 0008, или растягивающие
напряжения по наименее ежа • ой грани ле превышают 2Rh.s«, расчет по образованию и раскрытию
трещин не производится
Величина растягивающего напряжения определяется по формуле
0 = N/ А,«1 - ( М + Q-haJ/Wred ( 26)
Расчет по образованию и раскрытию трещин плитной части фундамента производится для сечения,
в котором требуется максимальное количество арматуры из расчета по прочности:
Проверка ширины раскрытия трещин .для изгибаемой плитной части и внецентренно сжатого
подколонника при однорядном армировании не производится в следующих случаях:
- если коэффициент армирования сечения р для армагуры классов АЗОО и А400 более 0,02,
- если при любом коэффициенте армирования сечения диаметр арматуры класса АЗОО
не превышает 22 мм
П Р И М Е Р 1
Требуется рассчитать железобетонный фундамент под среднюю колонну. Исходные данные:
расчетное сопротивление грунта основания R = 250 кПа, глубина заложения И - 1,35 м, высота
фундамента h = 1,2 м, бетон класса В15, бетон замоноличивания стакана класса В15 арматура плитной
части АЗОО.
Усилия на обрезе фундамента при у, = 1 0 у, >1.0:
1 - ое сочетание усилий Ni=1545 1 кН, Ni = 1813 7 кН,
М,= 0,00 кН м; М>=0 00 кН м.
2- ое сочетание усилий N2= 1342.3 кН; Ni=1575 6KH,
М2= 19,07 кН м, Мг = 22,38 кН м;
83.95 кН, 16,38 кН
1, Определение размеров лодошвы фундамента от усилий npH.Yf ~ 10
От первого сочетаний усилий (центральное сжатие)
А = N,/ (R-pm*H) = 1545.1/ (250-20 4 35)-6 93 м2
Принимаем b = 1=2.7 м, А = 2,7 *2,7 = 7,29 м2,6Ф « 20 *7,29 4,35=196,83 кН
р = (N! +G)/ А = (1545 1 + 196.83) / 7.29 ® 244.95 кН/м2 < R = 250 кПа
•От второго сочетания усилий (внецснтреннос сжатие)
Усилия в уровне подошвы фундамента 1%*= Ni + G,|,«1342.3+ 196 83 = 1539 13 кН
Мф= Мг + Q2h = 19 07 + 13.95 1.2 = 35.8 кН м
еоф = Мф / N<j, = 35,81 / 1539,13 = 0,023 м
* (I +6еоф/1) / А = 1539,13 (1+6 0,023/2..7) /7.29 « 221,92кН/м2 < 1,2R =
=1.2*250=300 кН/м2
Ртт-Иф (1- б Соф/1)/А== 1539,13* (1-6*0,023/2,7) /7,29 = 2ОО,34к11/м2Х),0
Рср = / А =1539,13 / 7,29 «211,1 3kH/m2<R=250 кН/м2
Принятые размеры подошвы фундамента удовлетворяют обоим сочетаниям усилий
Рисунок 21 - Эпюры напряжений под подошвой фундамента от нагрузок при уг- 1,0
2 Расчет фундамента на прочность.
2 1 Определение напряжений в грунте под подошвой фундамента.
от первого сочетания усилий N 1=1813,7кН, М1=0, p=Nl/A=l81 3,17/7,29=248.8кПа
от второго сочетания усилий N2=1575,6kH, М2=22,38кНм; Q2~I6,38kH.
en2=(Mr^h)/N2=(22 38+16.38 1 2)/1576 6=0 0027м,
Pm^Nr (1*6ео2/|) /А =( 1576 6/7,29)( 1 +60.027/2,7) = 229 1 ОкН/м2,
Pmm=Ny (1 - 6 е„2Л) /А =( 1576.6/7,29Х1 -60,027/2,7) = 203,16кШм2;
Рср = ЬЬ / А =1576.6 / 7 29 = 216,1 кН/м2
Рисунок 22 - Эпюры напряжений под подошвой фундамента от расчетных нагрузок при yf>!
2 2 Раечст на продавливание плитной части фундамента
Рисунок 23
Дна лизируя полученные эпюры давления Р,
дальнейший расист производим от первого
сочетания усилий.
1Долавливающая сила
F-pAf=248.8(2 7+2 0)0 35/2=204.6кН
Условие прочности FSRu’bm-hoi
204 6кН<0 75 1750 250-328125Н=328 1 кН
где bm=(1500+2000)/2=l 750мм
Ньг^Уы’ Ин (табл) -1 0-0 75=0 75МПа
Прочность нижней ступени на
продавливание достаточна
Схема образования пирамиды
продавливания плитной части фундамента
2 3 Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной oy дна стакана
Условие выполнения расчета
dp =600-600<0 5(Icf 1С>Ю 5(900-
400}=250мм, расчет необходим
Ас - 2 (Ьв +lc)-d<“ 2(400+400) 600 = 960000
мм2
а = ( 1-0 4 RmA./No- ( 1-0 4 0 75 /
1813700) ~ 0.84 < 0 85, принимаем о:
=0,85
Аа = (( 2700+1500)72)600 = 1260000 мм2
bm = (1500+ 500)/2 = 1000 мм7
Успивие прочности на продавливание
Nc = a-N = 0.85-1813.7 = 1541 6 кН < blRH
bnjh<T/Ao=2700-2700-0 75-1000 500/1260000
= 2169643» =2169.6 кН
Прочность на продавливание обеспечена
продольной силой Nc от дна стакана.
Рисунок 24 - Схема продавливания фундамента
2 4 Проверка фундамента на раскалывание от действия продольной силы Nc
не требуется, так как обеспечена его прочность на продавливание колонной от дна стакана.
2 5 Расчет плитной части фундамента на поперечную силу при Ь/1 =2.7/2.7=1 >0.5 не требуется
2 6 Расчет плитной части фундамента на обратный момент также не требуется по причине однозначной
эпюры напряжений под подошвой фундамента
2 7 Определение площади сечения арматуры пиитной части фундамента
Сечение 1-1 (по грани верхней ступени)
hi = 300 мм, hoi=25OMM, Ь= 2 7 м, ct = 600мм
Мы = 0,5 р b • с? = 0.5 • 248 8 -2.7 0.62 = 120 9 кНм
am = Мы 7 (Rb-b ho2) = 120 900 000 / (8 5 2700 -250') = 0 084--*^ = 0 088
А,, = Мы/(г 0.5^)410,) =120 900 000/(270 (1-0 50 088) -250) = 1 874мм2
Рисунок 25 • Расчетные схемы и сечения при определении мрмагуры в подошве фундамента
Сечение 2-2 (по грани подколонника)
h2 =600мм, h(,2 = 550мм, b - 2,7 м, b, ~ 1 5м, с2 ~ 900 мм
М2.2= 0.5 р b -С22 == 0.5-248 8-2.7 0 92 =-- 272 Iк1 1м
an,-M2.2/(K<b1h()22) = 272 100000/(8.5 1500 5ГО2) 0071 ^ = 0.958
As2 = М2.2 / (Rs ( 1-0.54?VM272 100 000 / (270 ( 1-0.5 О 0П) 550) = 1901мм2
В направлении b площадь арматуры будет такой же, гак кик реактивный отпор фунта и вылеты
ступеней имеют такие же значения.
По большей площади, равной 1901 мм2 принимаем одну сетку размером 2,6x2.6 м с 14014АЗОО в
обоих направлениях с As=2154mm2 (+12.7%).
Процент армирования расчетных сечений
р ?% = AS1 100/(b hoi)-2154-100/(2700-250)41 32%>p%rmn - 0 05%
И 2% = As2- 100/(6, Ц12) 2154-100/(15OO-55OH).26%>p%min == 0.05%
2 8 Расчет подколонника
В данном случае подколонник рассчитывается как кс>роткая сжатая колонна с поперечным сечением
900 х 900мм
Рисунок 26 - Расчетное сечение подколонника
Случайный эксцентриситет ев = Гег / 30 = 900 / 30 ~ 30мм принимаем в обоих направлениях.
Расчетные усилия в сечении 1-1
Первое сочетание усилий
NI.1=N-N№f= 1813.7-15146+1.1 -25-0.9 09 06 -285.5x11
Мы =Ni-iee ~285 5 0 03 ~ 8 565кНм или продольная сила N» । приложена с эксцентриситетом
ео ,|.| =ев=0.03м
Так как ео- 30мм <0 45L =0.45 900 •= 405мм, подколонник, исходя из первого сочетания усилий,
можно проектировать бетонным
Второе сочетание усилий:
N,.2 =(l-a)N2 + G«j, = 015 1575.6+13 4 24974кН
’ М,_2 = М2 +Q2 hcf- 22.38+16 38 0.6«32 21кНм
eo.t-2 = Мм/Иы+е. = 32.21/249 74+0 03 « 0 159му<0 451tf = 405мм
Следовательно, подколонник можно принят. бетонным. Для его расчета принимаем второе сочетание
усилий, так как en.i-2значительно больше Со,|. ।
Условие прочности:
а) по сжатой зоне Nj.2=249 74кН<ауьг7м /ьз 1 10 0 9 0 9-8.5-185850 — 265657 'И = 2657кН
где Аь определена из условия точки приложе ния N|.2 в центре тяжести сжатой зоны расчетного
сечения
707
Рисунок 27 - Фактическое (а) и расчетное (б) сечение подколонника
б) но растянутой зоне (расчет необходим если продольное усилие Nj 2за пределами ядра сечения).
е(11.г“159мм, 1<г=0.4 0.9'112+2 (0.5 0.2’/1240 5 0.2 0 35!)=0.(М95м4,
А=092 0 52=0 56м2, i = JTJ'i А = 76.0495/0.56 = 0.297.и, W=I/0.5ltl=0.495/0 45=1 1м’,
?/0 5 1и=0 2972/О 45=0 1%м=196мм
ядровое расстояние г »
сечения Расчет по рас тянутой зоне не требуется
Прочность бетонного подколонника обеспечена.
1 - 1
Рисунок 28 • Верт
> ео1.2= 159мм, продольное усилие Nt.2 в ядре
Так как подколенник
бетонный вертикальная
арматура принимается
конструктивно 0 10мм.
Ввиду того, что
случайный
эксцентриситет еа может
иметь место в обоих
направлениях,
вертикальную арматуру
располагаем по всему
периметру сечения
второго сочетания усилий.
С-1 (6шт.)
К 1{4шт)
010
06
икальное армирование подколонника
проаооаараоараиоа но
2 9 Расчет поперечной арматуры подколонника также производим от
/ 2 •- 200 мм, еО|.2 •=> 159 мм > 1С / 6 - 66,7 мм
Изгибающий момент М/ определяем относительно точки к поворота колонны
М/ = 0,3-М ч- Q dc = 0,3 -22,38+ 16,380,6 = 6,714 + 9,828 = 16,542 кНм
1 R, As Z,=215-Ае (550+5004-400+300+150) = 215 • As 1900 = 408 500 As
AS=MKZ (I Rf Z,) =16542000/408500=40.5 мм2 Принимаем 408 A240 c As = 201 мм2 Расчет
подколенника на местное сжатие под торцом колонны производим от первого сочегания усилий, так
как
NLm=1541.6kH > Nu.2= a-N2—0.85-1576.6=1339.3кН
у=1 0, так как ео=30мм < 1/6=400/6=66,7мм
<р,„ = 0.8^1500s/504? = 2.4 <2.5; принимаем <pi„=2 4
Величина АЬоих принимается меньшей из 2-х значений :
площади поперечного сечения подколонника (или фундамента)
Рисунок 29 - Армирование стенок стакана подколонника горизонтальными сетками
В нашем случае 1500 мм2
по рисунку 14 В нашем случае (3 500)" мм2
Rb.ioc=<piOc7bj7b2'7b3 Rb=2.4-1.0-0 9 0.9-8АН 6 5 МПа
Ni=Nn =1514 6кН < v Rhi«AlocI=l,0 16.5 -5(М)М 131 000Н=4 131кН
Прочность обеспечена Косвенного арми|Ю(мтния не требуется
3 Проверка ширины раскрытия трещин
3.1. В нижнем сечении подколонника
Ob^Ni-z/AHMi 2/W) = (249 740/56 000-(32 210 000/1 100 000 000) = 4 43мПа-сжагие, растягивающих
напряжений нет Следовательно трещин не образуется и проверка ширины раскрытия трещин не
требуется
3 2 иверка ширины раскрытия трещин для изгибаемой плитной части фундамента не
требуется, так как диаметр арматуры класса АЗОО не превышает 22мм.
ПРИМЕР 2
Требуется рассчитать внецентренно нагруженный железобетонный фундамент под крайнюю
колонну одноэтажного промышленного здания.
Исходные данные, нагрузки и усилия:
Район строительства г. Чебоксары, расчетное сопротивление грунта R ~ 195 кПа, глубина заложения
фундамента Н = 1,65 м, высота фундамента h - 1,50 м. Бетон класса В15 ( Rb == 8,5 мПа, Иы - 0,75 мПа),
бетон замоноличиванмя стакана фундамента класса также В15
Арматура плитной части подошвы фундамента класса А400, в подколеннике продольная А400 ,
поперечная А240
Размеры поперечного сечения колонны 400 х 700 мм
Усилия на обрезе фундамента, передаваемые колонной для: первого сочетания усилий
при уг = 1.0 N। = 633,56 кН, при yt>l,0 Ni = 747,59 кН, второго сочетания усилий Mi = 64,73 кНм, Qi = 17,36 кН, Mi = 76,38 кНм, Qi = 20,48 кН,
при yf= 1,0 N2~ 803,05 кН, М2= 44,03 кН м, Q2 = 8,17 кН,
при уг> 1,0 N2 - 947,59 кН, М2 = 5 i ,95 кНм, Q2 = 9,64 кН
Усилия от самонесущей стены, передающиеся на фундамент с эксцентриситетом
ест ~ 0,5 м
при уг 10 N. । 165,7 кН, МСг Nci ест ~ 165,7 0,5 = 82,85 кНм,
при yi - Ц) N(.i 198,8 кН, г •== Ист ест 198,8-0,5 - 99,40 кНм
1 Определение размеров подошвы фундамента! (при уг 1,0)
Предварительно задаемся размерами подошвы фундамента, равными b = 2 4м,
L ~ 2 7 м, А~ 2,4-2,7 = 6,48 м2, Гог да нагрузка аг собственной массы фундамента
ОФ = 20-2.4-2,7 1,65 = .213, 84 кН
Первое сочетание усилий
N.H =N, + NCr<G4, =633,56+ 165,7 + 213,84= I 013, I кН,
Мф, = M|+ Mcr+Q|h = 64,73 + 82,85 + 17,36 1,5 = 173 62 кНм
еФ, = Мф|/Кф1= 173,62/ 1013,1 = 0,17 м
Второе сочетание усилий:
Иф2 = N2 + Ncr + G4, = «03,05 + 165,7 + 213,84 = 1 182,6 кН
Мф2 = М2+ Мсг+ Qzh = 44,03 + 82,85 + 8,17-1,5 = 139.14 кН
еФ2 = Мф2/ » 139,14/1 182,6 ~ 0,12м
Величины реактивного отпора грунта.
От первого сочетания усилий
РтаХ| = 1Чф>( 1+6еф,/1)/А = 1013.1(1 + 6 0 17/2 7)/6 48 = 215 4кПа< 1 2-R = 1 2 195 = 234 кПа
Pmini - Ыф1 ( 1- 6 еф.|/1) /А - 1013,1(1-6 0,17/2,7)76,48 - 97,27 кПа >0,00
Pep! = 1Чф1/А = 1013,1 / 6.48 = 156,3кПа < R = 195 0 кПа
От второго сочетания усилий
Ртах? = Иф? ( I + 6ефг71) / А = 1182,6 ( 1 + 6- 0J 2 / 2,7) / 6,48 = 231,2 кПа < 1,2R -
== 1 2 195 = 234 кПа
Ртт2«Мф2( 1-6еф2/1)/А= 11^2,6 ( 1-6 0,12/2,7)76,48 кПа- 133,8Кпа> 0,00
Рср:! - Мф2 / А - 1182,6 7 6,48 = 182,5 кПа < R - 195 0 кПа
Приняты^ размеры подошвы фундамента достаточны как для первого, так и для
второго сочетания усилий без лишнего запаса
Рисунок 30 - Схема нагружения, общий вид и план фундамента
ЛТ^П1 Ц 4G
±0.000
2. Расчет фундамента на прочность (yf > 1 0)
2 I Определение напряжений под подошвой фундамента
От первого сочетания усилий
NV, == N, + NCT = 747 59 + 198 8 = 946 39кН
МфЛ - Mi + Мет ± Qih = 76 38 + 99.4 + 20.48-1 5 == 206 5 кН м
еР । = Мф 1/ Чм= 206.5 / 946 39 = 0.22 м
Ртах, •= N4,j( 1+ 6ео1 s/ I)/ А = 946 39 ( 1+ 6 0 22 / 2.7)/ 6 48 - 217.45 кПа
РпнП1==Нф1( 1-6еоМ/ 1)/А — 946.39( 1-6 0.22/2.7)/6.48 = 74.65 кПа
Pep, « N4,i/A = 946.39 / 6,48 = 146,05 кПа
От второго сочетания усилий
Нф,2 = N2 + К, = 947.59 + 198 8 = 1 146.39кН
МФ2 = М2 + Мсг + Q2h = 51 95 + 99.4 + 9 64 • 1 5 = 165.81 кН м
е<,2=Мф.2/ Мф,2^ 165 81 /1 146 39 = 0 145 м
Ртах2 = Ыф,( Н6ео22/1)/А = 1 146 39 ( 1+60.145/2.7)/6.48 = 233.92 кПа
Ртт2 = Пф.2( 1-беш/ 1)/А = 1 146 39( 1-60 145/2 7)/6.48 = 119.90кПа
Рср, = Пф2/ А =1 146.39 / 6,48 = 176,91 кПа
1 сочетание
усилий
Рг?ах
217 45
И И
У : И
PrriltifS
74.65
\Р-Лр!=:146.05
^сочетание
усилий
Рисунок 31 - Эпюра напряжений под подошвой фундамента от расчетных нагрузок (кПа)
Анализируя полученные эпюры напряжений, расчет прочности фундамента
производим от второго сочетания усилий
2 2 расчет на продавливание плитной часта производим от второго сочетания усилий
F=<Pniax2+Pc)Ao/2==[(233.92+225.47)/2] -
-[(2 44-2.0)0 2/2]=50.53кН F-50 53 кН <
<Rbtbm-ho=0 75-1750-250=
= 328125 Н =328,13 кН
Расчет на продавливание нижней
ступени в направлении « b »
не производим, так как вылеты
ступеней в обоих направлениях
одинаковы, а
ргр2 М1Ь$\кПа{--~~-^
2
=<233,92+225,47)72=229,7 кПа
2 3 Расчет на придавливание колонной от дна стакана dc~-:900 мм
а = ( 1-0,4 • Rbt'A^/Nj )~
= ( 1 • 0.4 • 0.75-1980000 / 947590)-
= 0.37 < 0 Ь5, принят а-0,85.
Где Ас-=2 (bc+lc)k:~2 (400+700)-900 =
-1980000мм2
N = orbi- -0,85 •947,59-805,4 кН
Условие прочности:
К - 805.4кН< (b-I Rbf bln- КР) / Ао -
= (2400-27000.75-1000-500)/
/[(2400+ 1500) 450 / 2 -2 769230Н = 2 769 кН
Прочность обеспечена
Рисунок 33 - Схема образования пирамиды продавливании в фундаменте колонной
от дна стакана.
2.4 Расчет фундамента на раскапывание не тутебуется^ так как согласно п.2.23 [5] из расчета на
продавливание и раскалывание достаточно выполнения одного из условий прочности (на
продавливание колонной от дна стакана или на раскалывание тела фундамента).
2.5 Определение площади арматуры плитной части фундамента
В направлении 1
М,.,= [(P|.| Ci')/2+(P„-Pl.iXi2/3] b=K21 76065 0 452>2+(233.92-1.2825)-0.452/3]-2.4= =55.30 кНм
Мм= 1(Р«ч!!)/2+(Рт„-Рг.з) с?/3]Н(202.24-0.75!У24(233.92-202.24)0.75!/3]-2.4==150.77 кНм
В направлении b
М,.,= Рсргс?1/2 =176.9Т2.70.452/2= 48.36 кНм.
М4.4= Pqtf-c/ l/l =176.91-2.70 752/2= 134 34 кНм.
Рисунок 34 - Расчетные схемы и сечении при определении арматуры в подошве фундамента
Площадь арматуры в нппранлепии I
а„,= M|.,/(ri.,Ri, b h„|1) - 55 300 ООО/ (10 В 5 2400 25O2) = 0 043 -> £,=0.044
A,|= M|.|/(R, (I О 5-£|) 1к,|)= 55 300 (XXI / (355(1 0,5 0.044) 250) = 637 мм2
am2=M2.i/(Yi,iRi.bi hol!)»ljO 770 000/( I О Н.51500-5502) = 0.039 — £г=0 04
и
А,2 = М .2/(R, (1-0 5-&) ho2)= 150 770 000/(355(1 -0 50 04)-550) = 788мм2
Принята арматура 13 0 10 А400 с А$, = 1 020 5 мм2 ( + 29%)
Площадь арматуры в направлении b
0^,= М,j/(yblRb-.h h»i2) = 48360000/ (10 - 8.5 - 2700 2S02) = 0.034 — £,= 0 035
А13- Мм/(М1-0.5 40 hot) = 48360000 / (355 (1-0.5 0.035) 250) = 555 мм2
Оы= Мм / (ТыВьЬ V)=134340000/( 1.0 8.5-1800-5502) = 0 029 — £>=0.029
А,д = Мм / (R, (1 -0.5-44) Ite) = 134340 000 / (355•( 1-0 5-0.029)-550) = 698 мм2
Принята арматура 14 010 А400 с А* ~ 1 099 мм2 (+ 57 %)
Процент армирования
сечение 1-1 р,.,% = АЖ»/(Ь, М = I 020 5-100/( 2400-250 )= 0.17% > ^ = 005%
сечение 2-2 р2-2 % А,|/(Ь2 Кг ) = 1 020 5-100/( 1500 550) = 0.124%> р,™ =0.05%
сечение 3-3 % = Asb / ( к h01) = 1 099.0 100/( 2700-250 ) - 0 16 % > р^ = 0 05%
сечение 4-4 щ 4 Ал/(кМ = 1 099.0-100 /( 1800 550) = 0 11 % > pmm=0.05%
2 6 Расчет подколонннка
Рисунок 35 - Расчетные сечения подколенника
Расчетные усилия всечении 1-1
От первого сочетания усилий
N|.,«N|- oN»+ Ncr+ Gcf=747 9-0 85 747.9+198.8+1 1 25 0 9 1 2 0.9 = 337.7кН
Mi.i= М,+ McT + Qrkt = 76 38 + 99.4 + 20.480.9 = 194 2 кНм
Co, Ы «(Mb, / N,.,) + ea = ( 194 2 / 337 7 ) + 0.04 м = 0 615 м > 0.45 lcf = 0 45 1 2 = О 54 м,
где еа = 1С1 / 30 = 1200130 - 40 мм
От второго сочетания усилий:
N,.2 = N2 •• a N2 + NC1 + GCf = 947 59 - 0 85- 947.59 + 198.8 + 1.1 25 0 9-1 2 -0 9 = 367 6 кН
Mu = M2+ M€+ (к Kf = 51 95 + 99 4 + 9 64-0 9 = 160 03 кНм
en,,-2 ( Mi 2 / Nb? ) + ea = ( 160.03 / 367.6 ) + 0.04 м = 0 475м < 0.45 lc, = 0.45-1 2 = 0.54 м
Так как от первого сочетания усилий е0,5 i = 0,615 м > 0,45 Ц - 0,45-1.2 -0,54 м, необходимо
применение расчетного армирования подколенника
При первом сочетании усилий
X!=Nm / (уьг YM-Rb M - 337 700 / (0 90,9 8.5*900) « 44,14 мм
При тором сочетании усилий:
х2= N>-2/( Унг Yb.rRb bct)= 367 600/(0 90,9-8.5-900) = 48,05 мм,
= — = -*^ = 0,04 ~ 0.531
U Н50
Так как сжатая зона находится в полке ( х < 200 мм ), расчет симметричной арматуры
производится как для прямоугольного сечения.
При первом сочетании усилий
Ael - N, , (с, - Ц() + 0.5x)/[Rw: ( Цо - а)| =* 337 700- (1165-1150+0 5-44,14)/
/[355 (1150-50)] ~ 32,06 мм2
где ei~T]-Co,|.| +(1сГ2а)/2=1-615 + (1200-2 50)/2~1 165 мм
При втором сочетании усилий
Ай- Nr2(e2-U + 0.5 х)/[Ик(Цо-а)]=367 600(1025-1 150 + 0.5 48,05)/
/[355-0 150-50)] = - 95,05 мм2
где е2 «= Л'ео^“2 + (Ц -2 а)/2 =1- 475 + (1200 - 2- 50)/2 ~ 1025 мм
Так как ц%=32,06 100 /( 900-115О)=Ю1СЮЗ% < 0,3%, боковую арматуру можно
не устанавливать
Принимаем 3012 А400 на обеих гранях As == Azs = ' 339 мм
ц%= 339-100/(900-1150 ) «0,034% > р%1ШП -002 %
Рисунок 16 • Армирование подколонннка
2.6.1 Расчет горизонтальных сеток стаканной части.
Площадь арматуры горизонтальных сеток зависит от величины эксцентриситета продольной
силы и условного изгибающего момента Мк или М» (рисунок 35) В нашем случае расчетные усилия
сечении 1-1 в уровне терца колонны
для первого сочетания усилий
Nr^N. + bU + Gef^ 747.59 + 198.8 + 26 73 == 973.12 кН,
Мы= М, + Mvr + Q hcf = 76.38 + 99 4 + 20 48 0.9 = 194 2 кН м,
ем =МИ / Nr, = 194 2 /973.12 = 0.2 м;
для второго сочетания усилий
Nb2=N2 + Ncr + Gc;= 947.59-+ 198.8 + 26.73 = 1 173.12кН,
Мм= М2+ Мст + Q Кг-51 95 + 99 4 + 9 64-0.9-= 160 03 s:Hm,
е,.2 = NW Nw - |Ы) 03/1173.12 - 0 14м,
Величины обоих эксцентриситетов больше L/6 ~ 0,7/6 = 0,117 м, но меньше
1С / 2 = 0,7/2 = 0,35 м, поэтому М'к = 0,3 М + Q K .
Для 1-го сочетания усилий MZK = 0,3(76,38 + 99,4) +20,48 - 0,9=71,2 кН м,
для 2-го сочетания усилий М» = 0,3 ( 51,95 + 99,4)+ 9,64 0,9 = 54,1 кН м
По большему моменту определяется площадь арматуры горизонтальных сеток подколонника
Ascf “ М; / (R, EZ,) - 71 200 000 /(215( 850 + 800 + 700 + 600 + 450 + 300 + 150)] = 86 мм2
Принято 408А24О с As = 201 мм2 ( рисунок 36)
2 6.2 Расчет на местное сжатие бетона под торцом колонны
Условие прочности для более невыгодного второго сочетания усилий
Нс Rb кк * АьДос,
где : Nc = o.N2- 0.85 947.59 = 805 45 кН • продольная сила в уровне торца колонны ,
у= 1 0, так как еог = (M2+Q2 • dp) / N2 ==( 51.95+ 9 64 • 0 95)/947 59 = 0 064м,
меньше 1с/6 = 0 7/6 ~ 0 12 м,
<Р^ = = 0.8V2TO0000/400000 = 2 08 < 2 5.
где Аь,кх=500-800:=40000'0мм2
Аьлпвх“1500-1800== 2700000мм2 - площадь сечения фундамента в уровне дна стакана.
Актах3; (2 800+500)(2 -5ОО+8ОО)=3780000 мм2 - по рисунок 14, принята Аь№вх~2700000мм2
Rb.i«. <р1<к * Уъг Уь2* Уьэ Rb~ 208 1 0.9 0 9 8 5 •= 14 3 мПа,
Nc = 805.45 кН < 1.0-14 3-500 800 = 5 724 081 Н = 5 724 кН
Прочность обеспечена. Сеток косвенного армирования под торцом колонны не требуется.
3. Расчет фундамента по образованию и раскрытию трещин
3 .1 Расчет на трещи нестойкость нижнего сечения подколонника
Расчет нижнего сечения подколонника согласно п. 2 52 [ 5 ] для коробчатого сечения
подколонника, а также?, в общем случае для прямоугольного сечения., процент армирования которых по
одной стороне не превышает 0,(18% , или растягивающее напряжение в бетоне оь по наименее сжатой
грани не превышает 2 Rbt.ier, расчет по образованию и раскрытию трещин не производится Величина
растягивающего напряжения в бетоне определяется по формуле оь = N / Ar«j - М/ Wrcd
В данном случае для 1~го сочетания усилий
N = N,.,- 973.12 кН, М - Мм= 194.2 кНм, Ared = А - 900-1200-500 800 - 68-104 мм2,
WKd = W = bef • lef 37б- bp<lp2/6 = 900 • 12002/6-500- ЗОО2/ 6 = 162 7 10 W = 0.163 м\
ob = 973.12 10V(68 104)- 194 2 106/(162.7- 10> 0.24 мПа.
Для 2-го сочетания усилий
оь- 1173,12 - 103/(68-104)-160,63-106/(162,7-106>= 0,74 мПа
Так как полученные напряжения у наименее напряженной грани сжимающие,
а не растягивающие, то проверка на образование и раскрытие трещин нижнего сечения подколонника
не требуется
3 2 Расчет на образование и раскрытие трещин плитной части фундамента
Расчет на образование и раскрытию трещин плитной части фундамента производится для сечения,
в котором расчетом на прочность требуется максимальное количество арматуры В данном случае
таким является сечение 2 -2 у грани подколонника, где площадь принятой арматуры равна A, - 1020,5
мм2 Первоначально необходимо выполнить расчет на образование трещин от нагрузки с у^ 1
М2-2 = М2-2/уг= 150,77/1.18-132,01 кН м
а = Е, / Еь = 20-104 / 24 • 10 я = 8.33,
Аз=1020.5мм2
Рисунок 37 - К расчету на образование и раскры тис трещин плитной части
Приведенная площадь поперечного сечения
Arel=A+aAs=(240'0+1500) -300+8.33-1020.5=1178500мм2
Sf«H2400300) 15О+(15ОО 300) -450+8 33 1020 5-50=108000000+ 202500000+425038= =310925038,Змм’
yt= Sred/ AtwJ=310925038,3/1178500=263.8мм
J,.ej = ^—~-- +2400-300 (263 8-150)2 + ^5~~'~+1500-300 (450-263 8)2
+ 8.33-1020 5 (263.8-50)2 = 340895880*3 Олм/4
Wrcd= Леа/у(=34089588000/263.8= 129225127мм’
Nsh=AcIf5As=40 - 1020.5=40820Н=40.82кН
е,- W,«t/ Аг«г=:129225127/1178500=109.65мм
М2-з= 132,01 кНм.<Мас = Rbbeer • wfed Шег* I 1-129225Й27 -40820-10965=
= 142147639,7-4475913=137671726,7 Нмм= 137 67 кНм
Трещины не образуются
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 . СНиП 2 01 07-85* Нагрузки и воздействия (Текст] :утв Госстроем России 29 05 2003 взамен
СНиП П-6-74 дата введения 01 01 87 -М.: ГП ЦПП 2003 44 с
2 СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции Основные положения (Текст]:
утв Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-
коммунальному комплексу or 30 06 2003: взамен СНиП 2.03 01-84: дата введ. ОН 03.2004 - М :
ГУП НИИЖБ, 2004. - 26 с
3 СП 52 101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения
арматуры [Текст] утв Государственны м комитетом Российской Федерации по строительству и
жилищно-коммунальному комплексу от 30.06.2003: взамен СНиП 2 03.01 -84: дата введ.
01 03 2004 - М. : ГУП НИИЖБ, 2004. - 55 с
4 СНиП 2 02 01 83* Основания зданий и сооружений [Текст] /Госстрой СССР -М : Стройиздат,
1985,- 40 с.
5 . СП 50-101-2004 Проектирование и устройся во оснований и фундаментов зданий и сооружений
[Текст] одобрен для применения постановлением Госстроя России №25 or 9 марта 2004г -М
,2004 -152с.
6 Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и
сооружений ( к СНиП 2.03 01-84 и 2 02 01-83) [Текст] / Лен промстрой проект Госстроя СССР -
М ЦИТП Госстроя СССР, 1989 - 112 с
7 СП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов
без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03 01-84)/ ЦНИИ пром зданий Госстроя
СССР, НИИЖБ Госстроя СССР - М 1 [И ГП Госстроя СССР, Ч 989 - 192 с.
I
Александр Владимирович Нифонтов
Александр Дмитриевич Макаров
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ
Методические указания для выполнения курсовых и дипломных проектов по железобетонным
конструкциям
Подписано к печати
2010 Формат 60 х 90 1/16
Бумага газетная. Печать офсетная Уч изд. л 2,3. Усл. печ. л. 2У8
Тираж 500 Заказ №
Нижегородский государственный Архитектурно - строительный
университет, 603 600. Н Новгород, ул Ильинская,65
Поли графический цен гр ННГАСУ, 603 600 11 Новгород, ул.
Илышская, 65