6.3 Расчет площади рабочей арматуры Нормируемые характеристики бетона и арматуры

Принимаем: бетон класса В30, γ_b1 = 0,9 (γ_b1 R_b = 0,9 · 17 = 15,3 МПа)

арматура класса А400 (R_sc = 355 МПа).

Проводим необходимые поверочные расчеты:

• расчетная длина колонны 1^го этажа с учетом защемления в фундаменте

м;

• гибкость колонны

< 20 и, следовательно, расчет ведется в предположении наличия только случайных эксцентриситетов методом последовательных приближений.

мм²,

где φ = 0,8 – предварительно принятое значение для ориентировочной оценки площади арматуры А_{s, tot} .

Принимаем для поверочных расчетов 4 Ø 25 А400 с площадью 1963 мм².

Уточняем расчет колонны с учетом принятого значения А_{s, tot} = 1963 мм² и значение φ = 0,9 (табл. 6.2 [3])

Тогда фактическая несущая способность колонны

кН > 1740 кН,

то есть, прочность колонны обеспечена.

Проверяем достаточность величины принятого армирования

μ_max > > μ_min = 0,001, т.е. условие удовлетворяется.

Назначение поперечной арматуры

Класс арматуры хомутов А240, диаметр d_w ≥ 0,25 d = 0,25 ∙ 25 = 6,25 мм.

Принимаем d_w = 8,0 мм. (Обратите внимание на наличие проката стержней требуемого диаметра!).

Каркас сварной, поэтому шаг хомутов s_w ≤ 15 d = 375 мм, s_w = s_max = 350 мм.

7. Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колону

1. Исходные данные для проектирования

Расчетное усилие в заделке – N_fun = 1740 кН (см. п. 6.2 Пособия);

Нормативное усилие – N ⁿ_fun = N_fun : γ_fm = 1740 : 1,15 = 1513 кН;

Условная (без учета района строительства

и категории грунта) глубина заложения – Н_f = 1,5 м

Расчетное сопротивление грунта (по заданию) – R_гр = 0,35 МПа

Средний вес единицы объема бетона фундамента

и грунта на его уступах – γ_m = 20 кН / м³

Фундамент проектируется монолитным, многоступенчатым

из тяжелого бетона класса В15 (γ_b1 = 0,9) – R_bt = 0,675 МПа

Армирование фундамента выполнить арматурой класса А400 (R_s = 355 МПа)

7.2 Краткие методические указания

Суть расчета состоит в обоснованном назначении общего конструктивного решения (высоты фундамента Н_f , количества и высоты ступеней, глубины и размеров стакана под колонну) и площади арматуры сетки подошвы фундамента С – 1 (рис. 7.1)

При этом напоминаем читателю, что:

• размеры подошвы фундамента определяются расчетом основания по деформациям при действии расчетных нагрузок, учитываемых с коэффициентом надежности γ_f = 1 (в Пособии они обозначены N_{n fun});

• подошва фундамента при загружениях со случайным эксцентриситетом имеет квадратное очертание с размерами кратными 100 мм;

• обрез фундамента (при отсутствии подвала) принимается расположенным на 0,150 м (сугубо субъективное требование, объясняемое целесообразностью завершения работ нулевого цикла отдельной специализированной организацией);

• количество ступеней определяется общей высотой фундамента Н_f (рис. 7.1) и должно быть не более 3^х (из условия большой трудоемкости работ по устройству многоступенчатого фундамента);

• во всех случаях общая высота стаканного фундамента должна позволять обеспечивать необходимую анкеровку арматуры колонны l_an ≥ λ_an d и толщину дна стакана под колонной не менее 200 мм;

• рабочая высота фундамента (h₀) определяется из условия, исключающего его продавливания колонной по пирамиде, грани которой находятся под углом 45º;

Одноступенчатый	Двухступенчатый
Трехступенчатый	Глубокого заложения

1 – сетка плиты, 2 – каркас колонны, 3 – каркас подколонника, 4 – сетка косвенного армирования днища стакана

Рисунок 7.1 – Варианты конструктивных решений монолитных центрально нагруженных фундаментов

• полезная высота нижней ступени (h₀₁) назначается из условия, исключающего срез бетона от реактивного отпора грунта (p’_s);

• высота остальных ступеней определяется геометрически (графически);

• рабочая арматура подошвы фундамента (сетки С-1) определяется исходя из его расчета на консольный изгиб по сечениям (I – I ÷ III – III рис. 7.2) от реактивного отпора грунта p’_s;

• рекомендуемые диаметры рабочей арматуры сетки С-1 – 12 ÷ 14 мм, шаг стержней 100 ÷ 200 мм;

• минимальный коэффициент армирования по каждому направлению принимается равным μ_min = 0,05 %.