Расчет трехступенчатого центрально-нагруженного фундамента

 

Продольные усилия колонны:

Условное расчетное сопротивление грунта:

Класс бетона B20, , ,

Арматуру класса А-II, .

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах .

Высота фундамента должна удовлетворять условиям:

 

1)

2)

 

где высота сечения колонны;

длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундамента;

 высота фундамента от подошвы до дна стакана;

требуемый зазор между торцом колонны и дном стакана.

Приняв , длину анкеровки арматуры колонны Ø16 А-III в бетоне фундамента класса В20 , устанавливаем предварительную высоту фундамента:

 

.

 

Окончательно принимаем высоту фундамента - двухступенчатый фундамент, .

 (Ранее был произведен расчет фундамента высотой - ни одно из условий прочности не удовлетворялось.)

Глубину фундамента принимаем равной:

 

 

где 0,15м- расстояние от уровня чистого пола до верха фундамента.

Фундамент центрально-нагруженный, в плане представляет собой квадрат.

Площадь подошвы фундамента определяем по формуле:

 

 

где - нормативная продольная сила для расчетов размеров подошвы. Подсчитываем с учетом усредненного значения :

 

 

Размер подошвы:

 

 

Принимаем - кратно 0,3м.

Кроме того, рабочая высота фундамента h₀ из условия продавливания по поверхности пирамиды (грани которой наклонены на 45⁰ к горизонту) должна быть не менее:

 

 

где давление на грунт от расчетной нагрузки.

Рабочая высота фундамента .

Тогда , .

Проверяем, отвечает ли  условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающемся на линии пересечения пирамиды продавливания с подошвой фундамента.

Для единицы ширины этого сечения: , вычисляем:

 

 

 

– условие удовлетворяется.

 

Проверку фундамента по прочности на продавливание колонной дна стакана производим из условия:

 

F – расчетная продавливающая сила, определяющаяся по формуле:

 

 

U_m – среднее арифметическое периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания колонной от дна стакана

 

 

 - условие не удовлетворяется.

Проверку прочности фундамента на раскалывание проводим из условия:

 

 

где - коэффициент трения бетона по бетону;

– площадь вертикального сечения фундамента в плоскости, проходящей по оси сечения колонны, за вычетом площади стакана;

коэффициент условия работы фундамента в грунте;

Глубина стакана:

Площадь стакана:

 

 

- условие выполняется.

 

Прочность фундамента считается обеспеченной.

Армирование фундамента по подошве определяем расчетом на изгиб по сечениям, нормальным к продольной оси по граням ступеней и грани колонны, как для консольных балок.

Расчет на изгибающие моменты в сечениях, проходящих по грани 1-2 (II-II), 2-3 (I-I), вычисляем по формулам:

 

 

 

 

Площадь сечения арматуры:

 

Из двух значений выбираем большее и по сортаменту производим подбор арматуры в виде сетки. Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 13Ø10А-II c  с шагом s=0,2 м .

Марка сетки

Проценты армирования:

 

 

что больше  и меньше

Рисунок 14 - Конструкция отдельного фундамента