Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента

Страница 1

Здание на проектирование. Рассчитать и сконструировать фундамент под внецентренно сжатую колонну крайнего ряда промышленного одноэтажного здания. Грунт основания суглинок, коэффициент пористости е=1; по табл. 3 прил. 3 СНиП 2.02.01-83 расчетное сопротивление грунта Ro=0,2 МПа (200 кН/м2).

Глубина заложения фундамента d=1,35 м. Бетон фундамента В12,5, арматура сеток из стали класса А-III.

Решение. Определение нагрузок и усилий. На уровне верха фундамента от колонны в сечении IV-IV передаются максимальные усилия.

Расчетные усилия по комбинациям при γ=0,9

Мmax=538,4 кН·м; Q=54,05;

Nmax=1129,4 кН;

То же, нормативные:

Мn=468,2 кН·м;

Nn=982,1 кН; Qn=47 кН.

Предварительные размеры подошвы фундамента.

Глубину стакана принимаем Han=90 см, из условия Han≥0,5+0,33hf=0,5+0,33*1,1=0,89 м

Расстояние от дна стакана до подошвы – 25см

Полная высота фундамента Н=90+25=150 см, принимаем Н=120см.

Высота всех ступеней фундамента – 40 см.

Ориентировочно плащадь подошвы фундамента можно определить по усилию Nnmax как для центрально-нагруженного фундамента с учетом коэффициента γ=20 кН/м3

γ=20 кН/м3.

Назначая отношение сторон фундамента b/a=0,8, вычисляем размеры сторон подошвы:

м.

b=0,8·2,73=2,2 м.

Учитывая наличие моментов и распора, увеличиваем размеры сторон примерно на 10-15%; принимаем а×b=3,3×2,7 м (кратно 100мм); площадь подошвы А=3,3×2,7=8,91 м2. Момент сопротивления подошвы в плоскости изгиба Wf=2,7×3,32/6=4,9 м3.

Определение краевого давления на основание.

Расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах

Gn= аbdγуn=3,3·2,7·1,35·20·0,95=228,5 кН;

Эксцентриситет равнодействующей усилий всех нормативных нагрузок, приложенных к подошве фундамента:

При первой комбинации усилий

ео=Мn / (Nn+Gn)= 524,6/(982,1+228,5)=0,4 м;

Так как ео=0,4<a /6=3,3/6=0,55 м, то краевое давление вычисляем по формуле; с учетом γn=0,95;

кН/м2

кН/м2

Максимальное значение эксцентриситета ео= 0,4 м ≥0,1×af=0,1·332=0,33 м, поэтому можно считать, что существенного поворота подошвы фундамента не будет и защемление колонны обеспечиваются заделкой ее в стакане фундамента.

Расчет арматуры фундамента. Учитывая значительное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию фундамента с подколенником стаканного вида и плитой переменной высоты.

армирование сетки стакана выполняют по конструктивным соображением при μ=0,001:

Принимаем: 5 Ø16 АIII c As=10,05 см2

1)

Расчет нижней части фундамента. Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента при сочетаниях от расчетных нагрузок без учета массы фундамента и грунта на его уступах.

где:

Расчетный изгибающий момент в сечении 1-1, проходящем по грани подколонника:

где а=1,2 м

Р1-1=Рmax-(Рmax-Рmin)a-a1 /2a=249,9-(249,9-3,7)·3,3-1,2/2·3,3=184 кН/м2

Требуемое сечение арматуры:

Назначая шаг стержней s=200 мм, на ширине b=2,7 м укладывают 16 стержней; принимаем 16Ø10 А-III, Аs=12.56 см2.

Процент армирования: