Предварительное конструирование сборного ленточного фундамента и отдельного монолитного фундамента

Как уже было принято в разделе 1 пояснительной записки, ленточный фундамент под несущие стены состоит из блок-подушки высотой h_f=30см (b_f≤1,6м) и двух фундаментных блоков 600*600*1200мм.

Размеры фундаментных блоков приняты из расчета толщины стены и штукатурки. Уровень обреза ленточного фундамента может быть принят на отметке +0,05м, то есть выше уровня планировки земли на 5см.

Блок подушки могут быть уложены с разрывом ∆_f= ≤ 90см

∆_f= =0,14м=14см≤90см.

Отдельный монолитный фундамент под колонну, при глубине его заложения h_gf=1.65м и высоте самого фундамента h_f=1,5м проектируем состоящим из двух ступеней плитной части, высотой по 300мм каждая (h₁=h₂=300мм)

h_pl= h₁+h₂=600мм, где h_pl–высота плитной части; и подколонника высотой

h_cf= h_f- h_pl=1.5-0.6=0,9м

Две ступени плитной части необходимы с целью обеспечения ее последующего расчета на продавливание.

Так как фундамент является центрально сжатым, толщину стенок стакана принимаем t_st≥150мм. Зазоры между стенками стакана и колонной по верху 75мм, а понизу 50мм, в этом случае размеры подколонника в плане составят:

l_cf=b_cf=l_k+2*75+2*150=400+150+300=850мм

Принимаем l_cf=b_cf=900мм, t_st=175мм.

Размеры ступеней плитной части в плане должны быть такими, чтобы их контур находился снаружи или касался боковых граней усеченной пирамиды верхним основанием которой служит опорное сечение подколонника, а грани наклонены к горизонту под углом 45^○

Поэтому минимальные размеры фундамента по подошве составят:

l_{f min}= b_fmin= l_cf(b_cf)+2 h_pl=900+2*600=2100мм

b_f≥ b_fmin

l_f = b_f=3100мм

Вылеты ступеней принимают кратными 5см и по возможности равными.

При отсутствии такой возможности большими принимают вылеты 2-ой ступени плитной части.

с₁=(l_f -l_cf)/4=(3,1-0,9)/4=0,55м

с₂=(l_f -l_cf)/2=(3,1-0,9)/2=1,1м

с₂ -с₁=0,55, вылеты каждой ступени по 55см

Под фундаментами устраиваем подготовку:

-под ленточными- из песка средней крупности 100мм

-под монолитными- из бетона толщиной 100мм, класс В10

Защитный слой бетона для арматурных сеток по подошве принимаем 3,5см

Глубина заложения колонны в стакан отдельного фундамента h_с,st принимаем не менее размера ее поперечного сечения (l_k=400мм) и менее требуемой длины анкеровки (l_ан) сжатой арматуры колонны.

l_аn= l_0аn*α*А_{s, cal}/A_s,ef

l_0аn- базовая длина анкеровки

α-коэффициент сжатия арматуры, α=0,75

l_0ан= =355*π*d_s²/(1.05*1*2.5*π*d_s)=33.8*d_s, мм

R_s-расчетное сопротивление растяжению арматуры, R_s=355мПа

А_s-площадь сечения 1-ого стержня арматуры

φ _s-периметр сечения одного стержня арматуры

R_bound-расчетное сопротивление сцепления арматуры колонны с ее бетоном

R_bound=η₁*η₂* R_bt, МПа

η₁=2,5, для А400

η₂=1, при d_s≤32мм

R_bt-расчетное сопротивление бетона колонны на растяжение. Для В25 R_bt=1,05МПа

d_s-диаметр продольной арматуры колонны фактический

l_0аn≥0,3 l_0ан; l_0аn≥15 d_s; l_0аn ≥200мм Значение l_0аn может быть уменьшено, но не более, чем на 30% при приварке к продольной арматуре колонны поперечных стержней и сеток (косвенного армирования)

Расчетная схема колонны- вертикальный стержень с заделками на двух концах, но допускающими малый поворот, то есть податливыми.

В этом случае расчетная длина колонны l₀=0.8*H_э=0,8*3,6=2,88м

При = =7,2 гибкость ≤20 и е₀=0, можем рассчитать на прочность по формуле:

N≤φ*(R_b*γ_b1*A+R_sc*A_{s tot})

φ-коэффициент, учитывающий гибкость

φ=0.914

N-усилие в колоне 1-ого этажа, сила в уровне обреза фундамента

R_b-расчетное сопротивление бетона на сжатие, В25 R_b=14,5МПа=14500кН/м²

γ_b1-коэффициент условий работы бетона, учитывающий деятельность действия нагрузки, 0,9.

R_sc- расчетное сопротивление сжатию арматуры, R_sс=355мПа

A_{s tot}-требуемая по расчету площадь продольной арматуры колонны, м²

A_{s tot}= А_{s, cal}= = =0,00174м²=17,4 см²

A_{s tot}=π* d_s²=5,6 см², отсюда d_s=√ A_{s tot}/π=√17,4/3,14=2,355см=23,55мм

Принимаем d_s с ближайшей большей площадью по таблице:

Принимаю 4 D25 А400

l_0аn=33.8*d_s=33.8*25=845.0мм

l_аn=845*0,75*17,4/19,3=571.36мм=57.136см принимаем кратно 5см в большую сторону l_аn=60 см

Исходя из минимального коэффициента армирования μ_min диаметр d_s принимаем не менее следующего значения:μ= A_s,tot*100%/b_k*h_k≥2μ_min

A_s,tot(A_s,cal)=2μ_min *b_k*h_k/100%

При l₀/l_c≤5, μ_min=0,1%

При l₀/l_c≥2,5, μ_min=0,25%

Методом интерполирования устанавливаем μ_min=0,117%

A_s,cal=2*0.117*40*40/100=3.744

A_s,ef=4,52см²

Принимаем 4D 12 A400

μ=6.16*100%/(40*40)=0.385> 2μ_min=0.234

В технической литературе для колонн прямоугольного сечения приводится еще одно условие:

l_аn ≥1.5*b_k=60см, что и примем в курсовой работе. Глубина стакана 65см.