Проверка высоты нижней ступени.

Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия

P≤ R_bt·b_m·h₀₁,

где P= p_max·A_fo - продавливающая сила;

bm = 0,6+0,67 = 1,27 м - размер средней линии гра­ни пирамиды продавливания.

Площадь

A_fo = 0,5b(l-l₁-2h₀₁)-0,25(b-b₁-2h₀₁)2 = 0,5·2,4(3,6 -0,9 – 2·0,67) - 0,25·(2,4 – 0,6-2·0,25)² = 1,58 м²,

Тогда продавливающая сила

N= 1219кН <1000* 2.4·3.6·0,825*1.27*0.67/1,58 =3839 кН

продавливание нижней ступени не произойдет.

Подбор арматуры подошвы.

Под действием реактивного давления грунта ступени фундамента работают на изгиб как консоли, защемленные и теле фундамента. Изги­бающие моменты определяют в обоих направлениях для сечений по граням уступов и по грани колонны.

Площадь сечения рабочей арматуры подошвы определяется по фор­муле

где М_i-i и h₀ - момент и рабочая высота в i-ом сечении.

Подбор арматуры в направлении длинной стороны подошвы.

Сечение I-I

P_max = 1225/8.64+376/5.184 = 2147.3kПа

p_l = 141,78 – 72,53·1,35/1,8 = 196,155 кПа;

Сечение II-II

p_lI = 141.78 – 72.5*0.75/1.8 = 171.99 кПа;

Сечение III-III

p_lII = 141.78 – 72.5·0.4/1.8 = 157,89 кПа;

Наиболее опасное сечение II-II на грани подколонника. Принимаем на 1 м ширины фундамент 5Ø14 А-III A_s= 769 мм²

Подбор арматуры в направлении короткой стороны подошвы.

Расчет ве­дем по среднему давлению по подошве р_m = 169,03 кПа. Изгибающие моменты на 1 м длины фундамента для сечения на грани второй ступени, на грани подколонника и на грани колонны

M'_l-l = 141,78·(2,4 – 1,8) ²/8= 6,38 кН·м;

M'_lI-Il = 141,78(2,4 – 1,2)² /8= 25,52 кН·м;

M'_lII-IIl = 141,78·(2,4 – 0,5)² /8= 63,97 кН·м;

В соответствии с конструктивными требованиями принимаем на 1 м длины фундамента 5 Ø10 А-III A_s= 393 мм² с шагом 200 мм.

Расчет подколонника и его стаканной части.

При толщине стенок стакана поверху t₁=225 мм < 0,75·h_d = 0,75·650= 487 мм и эксцентриситете е₀ = М/N = (279,81 + 54,57)/(101,2 + 1494,43) = 0,21 м > h_c/6 = 0,6/6 = 0,1 м стенки стакана необходимо армировать про­дольной и поперечной арматурой по расчету.

Подбор продольной арматуры.

Продольная арматура подбирается на внецентренное сжатие в сечениях IV-IV и V-V Сечение IV—IV стаканной части приводим к эквивалентному двутавровому: b_f’ = b_f = b_cf = 1200 мм; h_f’= h_f = 300 мм; b = 600 мм; h = l_cf = 1500 мм. Армирование подколонника принимаем симмет­ричным; а = а' = 40 мм.

Усилия в сечении IV—IV:

М = -354,82 – 18,98·0,9 – 52,5 = -424,4 кН·м;

N = 1126 + 111,37 + 105,11+1,5·1,2·0,9·25·1,1·0,95= 1273,4 кН;

e₀ = M/N= 424,4/1273,4 = 0,333 м = 333 мм.

Проверяем положение нулевой линии

N = 1273·10³ Н < R_b·b_f·h_f’ = 9,35·1200·300 = 3366·10³ Н - нейтраль­ная линия проходит в полке, поэтому арматуру подбираем как для прямо­угольного сечения шириной b = b_f’ = 1200 мм.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести рас­тянутой арматуры:

е = е₀ + 0,5·h - а = 333 + 0,5·1500 - 40 =1043 мм.

Вспомогательные коэффициенты:

;

;

.

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры:

т.е. по расчету продольная арматура не требуется, но по конструктивным требованиям принимаем по 5Ø10 А-III 393 мм² у граней подколонника, перпендикулярных плоскости изгиба. У смежных граней, параллельных плоскости изгиба, принимаем стержни минимально допустимого диаметра с шагом. по 5Ø10 А-III.

В сечении V-V усилия незначительно больше, чем в сечении IV-IV, поэтому арматуру оставляем без изменений.