Расчёт фундамента по I группе предельных состояний

В качестве материала фундамента берем бетон класса В 15, толщину защитного слоя бетона a принимаем 3,5 см. h_о = 1,2 — 0,035 = 1,165 м.

Определяем расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах:

G_ф^р = 1,1 * 35.1 = 0,3 861 МН.

G_гр^р = 1,2 * 46.8 = 0,5 616 МН.

Давление под подошвой фундамента от действия нагрузок.

Поперечная сила у грани колонны и у грани башмака.

Q_I = Р_ср^р * b * (l — l_к) / 2.

Q_II = Р_ср^р * b * (l — l_к) / 2.

QI = 0.9 992 * 1,5 * (1,5 — 0,35) / 2 = 0.0862 МН.

Q_II = 0.9 992 * 1,5 * (1,5 — 0,9) / 2 = 0.4 496 МН.

Проверяем условие:

Q_I < ц_b3 * R_bt * b * h_o; Q_II < ц_b3 * R_bt * b * h_o¹;

Для бетона В 15 R_bt = 0.75 кПа.

• 0.0862 < 0,6 * 0.75 * 0,9 * 0.265 * 1,165 = 0.125
• 0.4 496 < 0,6 * 0,75 * 1,5 * 0,265 = 0,179

Условие выполняется, поэтому установка поперечной арматуры не требуется и расчет на поперечную силу не производится.

Находим расчетную продавливающую силу.

F = N — Р_ср^р * А = 0,1306 — 0,9 992 (0,35 + 2 * 1,165)² < 0.

Продавливающая сила F < 0, значит размер пирамиды продавливания больше размеров фундамента, т. е. прочность фундамента на продавливание обеспечена.

Определяем изгибающие моменты у грани колонны и у грани башмака:

М_I = 0,125 * Р_ср^р * (l — l_к)² * b;М_II = 0,125 * Р_ср^р * (l — l₁)² * b;

М_I = 0,125 * 0,9 992 *(1,5 — 0,35)² * 1,5 = 0,025 МН*м М_II = 0,125 * 0,9 992 *(1,5 — 0,9)² * 1,5 = 0,007 МН*м.

В качестве рабочих стержней принимаем арматуру A-III с расчетным сопротивлением Rs = 365 МПа.

Требуемая площадь сечения арматуры:

Принимаем 6 стержней Ш 10 мм A-III c As = 4,71 см². Шаг стержней 200 мм.

Модуль упругости арматуры Es = 200 000 МПа и бетона E_b = 23 000 МПа. Определяем соотношение n = 200 000 / 23 000 = 8,7.

Коэффициент армирования у грани колонны и башмака:

Упругопластический момент сопротивления сечения фундамента у грани колонны и башмака:

Расчетное сопротивление растяжению для второй группы предельных состояний.

R_btn = 1.15 МПа.

Момент трещинообразования M_crc = R_btser * W_pl.

M_crcI = 1.15 * 0.843 = 1.364 МН*м.

M_crcII = 1.15 * 0.040 = 0.046 МН*м.

Проверяем выполнение условия M < M_crc

0,025 < 1,364 МН*м, 0,008 < 0,046 МН*м.

Следовательно, трещины в теле фундамента не возникают.

Расчёт подколонника

Размеры сечения подколонника, нормального к продольной оси колонны:

Проверяем прочность сечения, нормального к продольной осина внецентренное сжатие.

Проверка условия:

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке.

Определяем площадь сечения симметричной арматуры при значении коэффициентов:

;

По расчёту арматура не требуется и назначаем конструктивно при.

Принимаем 6 Ш14 АIII с.

Проверка прочности сечения, наклонного к продольной оси:

Поперечную арматуру следует ставить конструктивно 9 Ш 8 AI.