Расчет железобетонного фундамента

5. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ФУНДАМЕНТА

Запроектировать столбчатый фундамент под колонну многоэтажного здания. Исходные данные: размеры сечения  колонны bs × hs = 400 × 400 мм, класс условий эксплуатации XC1, условное расчетное сопротивление грунта R0 = 310 кПа, продольное армирование колонны 4Ø20 класса S500 (As = 1256 мм2), продольная сила   от   внешней   нагрузки NEd =  кН   (при γF > 1,0), в том числе продольная сила от постоянной и переменной нагрузки Gd =  кН и Qd = кН. Расчетная длина анкеровки арматуры колонны 1377 мм.[pic 1][pic 2][pic 3]

5.1. Характеристики материалов

Принимаем в соответствии с условиями эксплуатации бетон класса C25/30. Расчетные характеристики для бетона C25/30:

– характеристическая        цилиндрическая        прочность        на        сжатие

fск=25 МПа;

- характеристическое значение предела прочности бетона на осевое растяжение fсtk,0,05=1,8 МПа;

       – среднее значение предела прочности бетона на осевое растяжение

fсtm=2,6 МПа;        

- модуль упругости бетона Еcm=31 МПа;

- расчетное значение предела прочности на осевое сжатие

[pic 4]

- расчетное значение предела прочности на осевое растяжение

[pic 5]

5.2. Определение размеров фундамента

Высота фундамента назначается из условий глубины промерзания грунтов, конструктивных требований по анкеровке арматуры в стакане фундамента и заделки колонны в фундаменте, а также сопротивления бетона днища стакана продавливанию при монтаже.

1. Из условия промерзания грунтов:

• нормативная глубина промерзания грунта для города Орша

dfn = 1,1 м;

• расчетная глубина сезонного промерзания

[pic 6]

где  – коэффициент, учитывающий тепловой режим грунтов (для здания без подвала и с полами на грунте ).[pic 7][pic 8]

Требуемая высота фундамента из условия промерзания грунтов основания

[pic 9]

где 0,15 – отметка верха фундамента относительно уровня чистого пола, в метрах.

2.  Требуемая глубина стакана из условий анкеровки арматуры колонны в стакане фундамента:

[pic 10]

где 50 мм – минимальный зазор между дном стакана и торцом колонны.

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

где  - размеры сечения колонны;[pic 14]

 - длина анкеровки сжатой продольной рабочей арматуры колонны в сжатом бетоне.[pic 15]

Глубина стакана должна быть не менее, чем

[pic 16]

Принимаем глубину стакана [pic 17]

Принимаем минимальную толщину стенки стакана [pic 18]

Высота и ширина поперечного сечения подколонника составят

[pic 19]

где  – высота и ширина сечения колонны.[pic 20]

Принимаем подколонник с размерами  (размеры кратны 100), толщина стенок стакана - в обоих направлениях.[pic 21][pic 22]

Предварительно принимаем толщину фундаментной плиты равной 600 мм, диаметр рабочей арматуры плиты – 16 мм.

Тогда общая высота фундамента составляет

[pic 23]

Принимаем  (кратно 100 мм). Таким образом, фактическая глубина заложения фундамента составит[pic 24]

[pic 25]

5.3. Определение размеров плитной части фундамента

Площадь подошвы фундамента принимается в зависимости от максимальной продольной силы, передаваемой от вышележащих конструкций, и нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах.

В соответствии с п.А.1.2(с) [1] при определении размеров фундамента должны учитываться усилия, определенные с учетом частных коэффициентов:  – для постоянных нагрузок и  – для переменных нагрузок.[pic 26][pic 27]

Тогда продольная сила от вышележащих конструкций

[pic 28]

Продольная сила от веса фундамента и грунта

[pic 29]