Армирование фундамента

Расчёт фундаментов по прочности производится на расчётные усилия: NI =1120x1.35=1512кН, MI = 120x1.35=162.0кНм, QI = 20x1.35=27.0кН.

При расчёте тела фундамента по несущей способности вводим коэффициент условий работы gс = 1.5.

Фундамент выполняем из бетона класса С 20/25: fcd = 20/1.5 =13.3МПа; fck = 20МПа; fcfd = 0.21*fck 2/3 / gc = 0.21*20 2/3 / 1.5 =1.03 МПа.

Под монолитным фундаментом предусматриваем устройство бетонной подготовки толщиной 100 мм из бетона класса С8/10. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы фундаментов при этом принимается равной 35 мм.

Расчёт фундамента на продавливание

Расчёт фундамента на продавливание производим из условия, чтобы действующие усилия были восприняты бетоном фундамента без установки поперечной арматуры.

Продавливание фундамента при наличии стакана в теле фундамента может произойти от низа колонны. Проверяем прочность фундамента на продавливание:


где F – расчётная продавливающая сила, кН;

k – коэффициент, принимаемый равным 1;

fcfd – расчётное сопротивление бетона растяжению, кН/м 3 ;

bm – определяется по формуле :

buc – ширина подколонника, м;

d– рабочая высота плитной части, м.

bm = 1 + 0.265 = 1.265м; d= 0.3 – 0.035=0.265м.

Продавливающая сила:

A0 = 0.5b (? - ?uc -2d) – 0.25 (b – buc – 2d) 2. (3.1.20)

A0 = 0.5*1.0*(1.6 – 1.2 – 2*0.265) – 0.25*(1.0 – 1.0 – 2*0.265) 2 = -0.13<0

Следовательно расчет на продавливание не требуется.

Принятая высота плитной части фундамента достаточна.

Расчёт на раскалывание

По прочности на раскалывание фундаменты проверяются от действия нормальной силы в сечении у обреза фундамента. Выбор расчётной формулы осуществляется по условию:

где bc. hc – размеры сечения колонны, м;

Afb. Afl – площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади сечения стакана, м 2 .

Afb = 3,55x1.0 + 0.3x1.0– 0.5*0.65*(0.5+0.55) = 3.8м 2 ,

Afl = 3.55x1.2 + 0.3x1.6– 0.5*0.65*(0.7+0.75) = 4.3м 2 ,

0.4 / 0.6 = 0.67< 3.8/4.3 =0,89.

Расчёт ведём по формуле:

где m’ – коэффициент трения бетона по бетону, принимаемый равным 0.7;

gc – коэффициент условий работы фундамента в грунте, принимаемый равным 1.3.

1512кН < (1+0.4 / 0.6)*0.7*1.3*3.8*1.0.3*10 3 =5950кН.

Условие выполняется. Принятая высота плитной части фундамента достаточна.

Расчёт на изгиб

Рассчитываем рабочую арматуру плитной части фундамента:

Расчётный изгибающий момент в сечении 1-1:

(3.1.22)

,

где е – эксцентриситет силы, определяемый по формуле:

е= М| /N| = 162/ 1512= 0.107м

Pmax = + =1552.5кПа

Pmin = - =337.5кПа

P1 = 1400.6кПа – давление грунта в сечении 1-1;

Расчётный изгибающий момент в сечении 2-2:

(3.1.23)

P= 945.0кПа – среднее давление грунта;

Определяем площадь сечения арматуры

. (3.1.24)

a, c0 – принимаем по таблице 6.6 [ 9 ]. a = 0.85, с0 = 1.947,

fyd – расчётное сопротивление арматуры при растяжении, МПа ( принимаем арматуру класса S 400 fyd =365МПа),

- в сечении 1-1:

Принимаем ?10 S 400 с шагом 200мм:

По большей стороне - As = 0.785*9=7.07см 2 ? 0.99см 2 ; по меньшей стороне - As = 0.785*6=4.71см 2 ? 0.99см 2 .

Расчёт армирования подколонника и его стаканной части

Продольную арматуру подколонника назначают в соответствии с конструктивными требованиями в количестве не менее 0.05% от площади поперечного сечения подколонника или из условия сжатия бетона подколонника.

Определяем в сечении изгибающий момент и продольную силу:

где Gf – нагрузка от веса подколонника на уровне торца колонны:

g - удельный вес тяжелого бетона,g =25кН/м 3 ;

gn – коэффициент надёжности по назначению, gn =0.95;

Gf =1.2*1.2*0.65*25*0.95*1.1 = 24.45кН

N = 1512+ 180 = 1692кН

Определяем эксцентриситет:

е0 = М / N =180 / 1692 =0.106м

е0 =0.106м < hc / 2 = 0.6 / 2 =0.3м

Проверяем условие:

где fcd – расчётное сопротивление бетона на растяжение, МПа.

1692кН < 13.3*10 3 *1.2*0.25 =3990кН

Условие соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е. арматуру рассчитываем как для прямоугольного сечения шириной 1200мм.

x = 1692 / 13300*0.25 = 509мм > 2as ’ = 2*35 = 70мм.

Площадь сечения арматуры при d = 1200 – 35 =1165мм

е = е0 + h/2 – а = 0.106+ 1.2 / 2 – 0.035 =0,671м

Минимальная площадь арматуры по формуле:

As = 0.0005x 1.2x1.2= 7.2см 2 .

Принимаем 4?18 с каждой стороны стакана As = 10.18см 2 .

Расчёт поперечной арматуры стакана

Поперечное армирование осуществляется в виде сеток, расстояние между которыми не более четверти глубины стакана (0.25d = 0.25*0.65 =0.1625мм) и не более 200мм. Принимаем шаг сеток 150мм и количество 5шт. Диаметр арматуры сеток должен быть не менее 8мм и 0.25d продольной арматуры.

Принимаем 4?8 S400(AS =2.01см 2 ).

Расчёт дна стакана на смятие

где fcdl – расчётное сопротивление бетона смятию:

fcdl = a *jb * fcd. для бетона класса С16/20 y =1;

jb = 3 ?AL 2 /AL = 3 ? (1.2*1.2 / 0.4*0.6) =1.82 < 2.5, т.е. принимаем j = 1.82

fcdl = 1* 1.82* 13300 = 24,2МПа

N1 =1692кН < 24200*0.4*0.6*1 = 5808кН

Т.е. прочность дна стакана на смятие обеспечена.

Вывод:

Армирование подколонника осуществляем пространственными самонесущими каркасами, собираемыми из плоских сеток С3.

Армирование подошвы фундамента осуществляем сварной сеткой из арматурной стали класса S400 - в продольном ?10 S 400 с шагом 200мм и поперечном направлении ?10 S 400 с шагом 200мм. Арматурная сетка С1 устанавливается с защитным слоем 35мм. Продольная арматура 4?18 S400 стенок стакана устанавливается внутри ячеек сеток поперечного армирования.

Рисунок 3.1.5 Фундамент монолитный (арматурный чертеж)

По материалам сайта: http://cozyhomestead.ru