Расчет и проектирование фундамента под монолитную колонну

Характеристики бетона и арматуры фундамента.

B25

R_b=14.5 МПа R_bt=1.05 МПа

A300

R_s=270 МПа

Вычислим нормативное усилие от колонны, принимая среднее значение коэффициента надежности (Ƴ_fm=1.15).

N_n=N/ Ƴ_fm

N_n=2701/1.15=2348,7 кН

Расчетное сопротивление грунта основания:

R₀=290 МПа

d_f=1.5 м

Принимая средний вес единицы объема грунта и фундамента (ƴ_my=20 кН/м³)

Вычислим требуемую площадь подошвы фундамента:

A=2348,7/(290-20*1.5)=9,03

а=3

Назначаем а=3м (А=9м²)

Давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки:

p^’_s=N/A

p^’_s=2701/9=300

Принимаем размер сечения подколонника 500х500 (а х в)

Вычисляем рабочую высоту фундамента:

h0=457,33

H₀=457+50=507мм

Находим основную длину анкеровки стержня:

L0,an=(270*1017,9)/(2,3625*113,04)=1029,1

R_bond=μ₁*μ₂*R_bt=2.5*1.05*0,9 =2.3625 МПа

u_s=3.14*25=78.5мм

Определяем требуемую расчетную длину анкеровки арматуры:

lan= 0,75*1029,1*(3447/4072)=653,3

Высота фундамента по условию анкеровки:

H=l_an+50

H=653+50=703мм

Окончательно принимаем фундамент высотой 750 мм, двухступенчатый, с высотой нижней ступени 350 мм.

С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента, рабочая высота равна:

h₀=800-50=750мм

Для первой ступени

h₀₁=400-50=350мм

Выполним проверку из условия прочности нижней ступени:

Q=0.5(a-h_c-2*h₀)*b*p_s^’

Q=0.5(3100-500-2*750)*1*0.301=180 Н

Q_b,min=0.6*R_bt*h₀₁*b

Q_b,min=0.6*1.05*350*1=183 Н

183Н>180 Н

Изгибающие моменты вычисляем по формулам:

M_I=0.125* p_s^’ (a-h_c) ²*a

M_II=0.125* p_s^’ (a-a₁) ²*a

M_I=0.125*0. 3 (3100-500) ²*3100=785*10⁶ Н*мм

M_II=0.125*0. 3 (3100-1300) ²*3100=376.6*10⁶ Н*мм

Определим сечение арматуры:

A_sI=M_I/(0.9*h₀*R_s)

A_sII=M_II/(0.9*h₀₁*R_s)

A_sI=785*10⁶ /(0.9*750*270)=4307 мм²

A_sII=376,6*10⁶ /(0.9*350*270)=4427 мм²

Принимаем сетку 21 стержень 18 диаметр А=5344,5 мм² А300

Фактический процент армирования расчетных сечений:

μ₁=A_s*(a₁*h₀)*100

μ₂=A_s*(a*h₀₁)*100

μ₁= 5344,5 /(1300*750)*100%=0.54%

μ₂= 5344,5 /(3100*350)*100%=0.49%

Средний шаг стержней в сетке:

s=(a-100)/(n-1)

s=(3100мм-100)/(21-1)=150 мм

Список литературы.

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс; Учебник для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 767с.

2. Бородачев Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов – М.; Стройиздат, 2010 – 211с.

3. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/ Госстрой РФ – М.: ГУП ЦПП, 2000.-76с.

4. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений/ Госстрой РФ – М.: ГУП ЦПП, 2008.-49с.

5. СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. - М.: Госстрой. - 2005. - 15с.