Армирование подошвы фундамента

Армирование подошвы фундамента размером 3 м * 2.4 м производится одной сеткой С1 с рабочими стержнями с шагом S = 200 мм в продольном и поперечном направлениях.

Площадь сечения арматуры на всю ширину (длину) подошвы фундамента:

 

Asl(sb) = Mbi(li) / (0.9 * Rs * h0i),

где Mbi(li) – изгибающий момент в i - ом сечении фундамента проходящий через центр тяжести сечения и параллельный стороне b (l):

 

Mbi = Nсоот * cli2 / (2 * l) * (1 + 6 * e0 / l - 4 * (e0 * cli / l2)),

Mli = Nсоот * cbi2 / (2 * b),

cli (cbi) – расстояние от наиболее нагруженного края до рассматриваемого сечения,

е0 – эксцентриситет:

 

е0 = (Mmax + Qсоот * d) / (Nсоот + 20 * b * l * d),

h0i – рабочая высота плитной части фундамента в i - ом сечении.

Сечение на границе первой ступени и подколонника:

h01 =0.4 м,

cl1 = 0.75 м,

cb1 = 0.75 м,

е0 = (322.5 + 38.9 * 1.65) / (734.7 + 20 * 2.4 * 3 * 1.65) = 0.398 м,

Mb1 = 734.7 * 0.752 / (2 * 3) * (1 + 6 * 0.398 / 3 - 4 * (0.398 * 0.75 / 32)) = 114.567 кН,

Ml1 = 734.7 * 0.752 / (2 * 2.4) = 86.098 кН,

Asl1 = 114.57 / (0.9 * 0.355 * 0.4) = 896 мм2,

Asb1 = 86.098 / (0.9 * 0.355 * 0.4) = 674 мм2.

Количество стержней в сетке по длине и ширине:

 

nl(b) = b (l) / S,

nl = 2400 / 200 = 12 шт,

nb = 3000 / 200 = 15 шт.

Минимальный диаметр стержней в сетке по длине и ширине:

dsl(b) = (4 * Asl1(sb1) / (π * nl(b))0.5,

dsl = (4 * 896 / (π * 12)0.5 = 9.8 мм.

dsb = (4 * 674 / (π * 15)0.5 = 7.6 мм.

Принимаем сетку С1 – .

Расчёт и конструирование подколонника

Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям

Проверка прочности подколонника проводится по двум сечениям: в уровне плитной части (сечение 1-1) и в уровне торца колонны (сечение 2-2) (см. рисунок 9).

А) Сечение 1-1

Случайный эксцентриситет:

 

ea = lп / 30,

ea = 1.5 / 30 = 0.05 м.

Приведенный момент в сечении:

 

M1 = Мmax + Ncooт * ea + Qcooт * hп,

M1 = 322.5 + 734.7 * 0.05 + 38.9 * 1.05 = 400.08 кН*м.

Эксцентриситет продольного усилия:

 

е1 = M1 / Nсоот + еа,

е1 = 400.08 / 734.7 + 0.05 = 0.595 м.

Площадь сжатой зоны:

Аbc = bп * lп * (1 - 2 * h * е1 / lп),

Аbc = 0.9 * 1.5 * (1 - 2 * 1 * 0.595 / 1.5) = 0.279 м2.

Проверяем условие прочности подколонника в уровне плитной части:

 

Nсоот < gb3 * gb9 * Rb * Abc,

gb3 * gb9 * Rb * ABC = 0.85 * 0.9 * 11500 * 0.279 = 2454 кН.

Nсоот = 734.7 кН < gb3 * gb9 * Rb * Abc = 2454 кН - условие выполняется, следовательно подколонник между сечениями 1-1 и 2-2 армируется конструктивно.

Б) Сечение 2-2

Сечение 2-2 в уровне торца колонны коробчатое, приводим его к эквивалентному двутавровому с высотой полки, толщиной стенки и шириной стенки:

hf = hf’ = lw1 = lw = 0.275 м;

b = 2 * bw1 = 2 * bw = 2 * 0.175 = 0.35 м;

bf = bf’ = bп = 0.9 м.

Площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента: Ащ = 2.16 м2.

Коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть фундамента через стенки стакана: a’ = 0.85.

Продольная сила, передаваемая через бетон замоноличивания на стенки стакана:

 

min

Nc = 0.4 * Rbt * gb2 * Aщ,

Nc = (1 - a’) * Nсоот,

Nc = 0.4 * 900 * 0.9 * 2.16 = 699.84 кН,

Nc = (1 - 0.85) * 734.7 = 110.21 кН.

Nc = 110.21 кН.

Проверяем условие:

 

Nс < Rb * bf’ * hf’,

Nс = 110.21 кН < Rb * bf’ * hf’ = 1150 * 0.9 * 0.275 = 284.625 кН - условие выполняется, следовательно, граница сжатой зона проходит в полке, и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной b = 0.9 м.

Приведенный момент в сечении:

 

M2 = Мmax - Nc * ea + Qcooт * hс,

M2 = 322.5 + 110.21 * 0.05 + 38.9 * 0.8 =359.13 кН*м.

Эксцентриситет продольного усилия:

 

е1 = M2 / Nс + еа,

е1 = 359.13 / 110.21 + 0.05 = 3.309 м.

Площадь сжатой зоны:

 

Аbc = bп * lп * (1 - 2 * h * е1 / lп),

Аbc = 0.9 * 1.5 * (1 - 2 * 1 * 3.309 / 1.5) = -4.6 < 0, следовательно, сила приложения находится за пределами сечения подколонника.

αn = Nсоот / (Rb * b * h0) = 734.7 / (11500 * 0.9 * 1.45) = 0.049.

ξR = 0.531

αn = 0.049 < ξR =0.531

Расчет ведем для случая αn ≤ ξR:

 

As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),

αm = (M2 + Nс * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (359.13 + 110.21 * (1.45 - 0.05) / 2) / (11500 * 0.9 * 1.452) = 0.02.

δ = as′ / h0 = 5 / 145 = 0.035.

As = As’ = 11.5 * 104 * 0.9 * 1.45 * (0.02 - 0.154 * (1 - 0.154 / 2)) / (355 * (1 - 0.035)) = - 53 cм2.

Принимаем:

2 каркаса КР1 4 Æ12 А400 с Аs’ = Аs = 0.000452 м2> 0.0004 * Aп = 0.0004 * 1.03 = 0.000412 м2,

2 каркаса КР2 4 Æ12 А400 с Аs’ = Аs = 0.000452 м2> 0.0004 * Aп = 0.0004 * 1.03 = 0.000412 м2.