Пример 6.8. Выполнить расчет прочности по материалу внецентренно сжатого фундамента под колонну. На фундамент действуют продольная сила
N = 600 кН, и изгибающий момент, действующий в направлении большей стороны подошвы фундамента М = 30 кН м, γ n = 1,0. Размеры фундамента (см. рис. 6.13).
Рис. 6.13. Внецентренно сжатый фундамент. К примеру 6.8
Решение.
1. Принимаем класс прочности бетона и класс арматуры. Бетон В20, арматура А400. Расчетные сопротивления (табл. 3.2, 3.3 Приложение 3):
Rb = 11,5 МПа = 1,15 кН/см2; Rbt = 0,9 МПа = 0,09 кН/см2; Rs = 355 МПа = 33,5 кН/см2.
Рис.6.14. Распределение давлений под подошвой фундамента. К примеру 6.8
2. Определяем давление под подошвой фундамента по формуле (6.12):
Аf = аf bf = 1,8·1,5 = 2,7 м2; Wf = bf аf 2/6 = 1,5·1,82/6 = 0,81 м3;
р max = N/Аf + М/Wf = 600/2,7 + 30/0,81 = 259,2 кПа;
р min = N/Аf – М/Wf = 600/2,7 – 30/0,81 = 185,2 кПа.
3. Строим эпюру давлений под фундаментом и определяем давление под расчетным сечением 1-1 (рис. 6.14)
4. Определяем среднее давление под отсеченной частью фундамента
рm = (р max+ р 1)/2 = (259,2 + 240,7)/2 = 249,95 кПа.
5. Находим изгибающий момент и поперечную силу в сечении 1-1:
l 1 = (аf – а подк)/2 = (1,8 – 0,9)/2 = 0,45 м;
М = рml 12 bf /2 = 249,95·0,452/2 = 25,3кН м = 2530 кН см;
Q = рml 1 bf = 249,95·0,45 = 112,5 кН.
5. Определяем требуемую площадь сечения продольной рабочей арматуры пересекающей расчетное сечение 1-1 по формуле (6.8), рабочую высоту сечения принимаем h 0 = h – 5 = 30 – 5 = 25 см,
Принимаем шаг арматуры s = 200 мм, расчетное сечение пересекает ns стержней арматуры Принимаем 8 стержней диаметром 10 мм с площадью сечения больше требуемой, Аs = 6,28 см2 (табл. 3.7 Приложение 3).
6. Проверяем прочность фундамента на действие поперечной силы из условия (3.17) принимая Qb 1 = 0,5 Rbtbh 0, где b = bf,
Qb 1 = 0,5·0,09·150·25 = 168,8 кН. Q = 112,5 кН < Qb 1 = 168,8 кН, прочность обеспечена.