6 Расчет и конструирование железобетонных фундаментов в заданном сечении, подбор арматуры

6.1 Расчет ленточного фундамента, подбор арматуры

Нужно рассчитать армирование сборной железобетонной фундаментной плиты. Ширина плиты b=1.6 м, класс бетона B20, с расчетными характеристиками R_b=11.5 МПа, R_bt=0.9МПа, арматура класса А-lll с R_S=365 МПа и А-l с R_S=225 МПа.

Так как фундамент работает внецентренно, то расчетные моменты и поперечные силы будут определятся по формулам:

(33)

(34)

P_max=554.2 кПа, определено при расчете на осадку.

(35)

Рисунок 6,1–Расчетная схема ленточного фундамента

к₁=1-2∙с₁/l=1-2∙0.45/1= 0.1

k₂=1-2∙c₂/l=1-2∙0.3/1=0.4

h_f=500 мм, h₀=500-35=465 мм

Определяем площадь рабочей арматуры в сечении 1-1:

(36)

По найденному значению находимυ=1-0,5∙=1-0,5∙0,261= =0,987

Примем по первому сечению 410А-lll с А_S=3.14 см²

Определим площадь рабочей арматуры в сечении 2-2:

По найденному значению находимυ=1-0,5∙=1-0,5∙0,0119= =0,994

Примем по второму сечению 210А-lll с А_S=1.57 см²

Так как <, то заармируем подушку с четырьмя продольными стержнями 410А-lll с А_S=3.14 см², поперечная арматура – стержни 6А-l с шагом 200 мм.

Выполним поверку наклонного сечения 3-3. Для этого проверим условие:

(37)

Q=Q_1-1=0.45/2∙(595.39+350,14)=212.744 кН

Требуется расчет на действие поперечной силы

Для сечения 3-3 длина проекции опасного наклонного сечения с₃=155 мм, при этом а=450-155=295 мм. Высота сечения на расстоянии а от края плиты h₁=20+29.5∙30/50=37,7 см; h_0,1=37,7-3.5=34,2 см.

Величина расчетной поперечной силы:

Q₁=q∙a=805.72∙0.295=237.69 кН.

Расчет железобетонных элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине производится из условия:

(38)

Прочность по наклонному сечению 3-3 обеспечена.

6.2 Расчет фундамента под колонну, подбор арматуры

Нужно рассчитать армирование монолитного железобетонного фундамента стаканного типа. Сечение колонны b_cxh_c=0.4x0.4 м, h_f=0.75 м, bxl=1,8x1,8 м. Расчетные нагрузки на обрез фундамента: N_l=1090 кН, M_l=3 кН∙м, F_h=2 кН. Бетон класса B15 R_b=8.7 МПа, R_bt=0,76 МПа. Арматура класса А-lll с R_S=365 МПа.

Определим геометрические размеры фундамента.

е₀= M_l/N_l=3/1090=0.003<2h=0.8 м.

Толщина стенок стакана.

D_h>0.2h=0.2∙0.4=0.08 м, но не менее 0,15 м.

Размер подколонника в плане:

l_cf=b_cf=2∙0.15+2∙0.075+0.4=0.85 мм, принимаем l_cf=b_cf=0.9 м.

Глубина стакана h_h=0.75+0.05=0.8 м, b_h=l_h=0.5 м.

Принимаем высоту подколонника 0,9 м, h_i=0.3 м, толщину защитного слоя принимаем 35 мм, h₀₁=0,3-0,035=0,265 м, h₀₂=0,6-0,035=0,565 м.

Рисунок 6,2– Расчетная схема фундамента под колонну

Выполним проверку фундамента на продавливание:

h_b=H_f-h_h=2,1-0.8=1,3>0.45+0.5∙(0.9-0.4)=0,7 м.

Следовательно проверка на прочность производится от низа подколонника, P_ср=431,43 кПа

Определим площадь призмы с которой собираются нагрузки:

А_fo=0.5∙b∙ (l-l_cf-2∙h₀₂)-0.25∙(b-b_cf-2∙h₀₂)²=0.5∙1.2∙(1,7-2∙0.365)-0.25∙(1.2-0.4-2∙0.365)²=0.581 м²

F=P∙A_f0=826,58∙0.581=480,24 кН.

Проверяем выполнение условия:

R_bt∙b_m∙h₀₂=1.1∙760∙1.465∙0.565=691.98>480,24кН

B_m=b_cf+h₀=0.9+0.365=0.965 м

Прочность обеспечена.

Подбор продольной и поперечной арматуры плитной части в 1 сечении будем производить по следующим формулам:01

Принимаем 38А-lll с А_S=151 мм².

Расчет арматуры в подколоннке.

Продольная арматура рассчитывается следующим образом:

(39)

е₀= M_l/N_l=3/1090=0.003<0.3h₀₃=0.3∙0.86=0.26 м;

e=0.003+0.9/2-0.04=0.44 м ;

S₀=0.5∙(b_cf∙-l_h∙h_h∙z_c)= 0.5∙(0.9∙0.56²-0.5∙0.5∙0.82)=0.23 м³;

Z_c=l_cf-a-a^’=0.9-0.04-0.04=0.82 м

Минимальная площадь арматуры принимается 0,05% от площади подколонника:

A_S=0.0005∙l_cf∙b_cf=0.0005∙0.9∙0.9=4.05∙^-4 м²

Принимаем 412А-lll с А_S=452 мм²

Поперечную арматуру назначаем конструктивно так как e=0.004 м<h_к/6=0,4/60,067 м.