Пояснительная записка (Административное здание ОАО СО ЕЭС в г. Уссурийске), страница 8

Целью расчета фундамента является определению размеров его подошвы, подбору площади сечения армирования рабочей арматуры. Фундаменты выполняются монолитными из бетона класса В20. Под фундамент выполняется бетонная подготовка толщиной не менее 100 мм из бетона В7,5. Толщина защитного слоя бетона фундамента - составляет 50 мм.

Бетон фундамента под колонну используют класса В 20: (коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки); МПа; МПа; МПа.

Характеристики прочности арматуры класса А 400, R_s=355 МПа; МПа.

Глубина заложения подошвы фундамента от уровня пола подвала составляет 1,85 м. Грунты основания фундамента– скальные грунты (туфобрекчии) . Предел прочности на одноосное сжатие грунта в сухом состоянии изменяется от 8,8 до 28,6 МПа, нормативное значение – 17,8 МПа; предел прочности на одноосное сжатие грунта в водонасыщенном состоянии изменяется от 5,0 до 13,8 МПа, нормативное значение – 8,1 МПа. Результаты инженерно-геологические исследования приведены в приложении А.

Расчет основания административного здания по несущей способности производят согласно п.5.7.1, СП 22,13330.2011, исходя из условия:

где F-расчетная максимальная нагрузка на основание, кН;

Fu-сила предельного сопротивления основания, кН

коэффициент условий работы, скальный грунтов равен 1;

коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,15 для сооружения II уровня ответственности.

Предел прочности грунта на одноосное сжатие составляет:

Расчетные усилия приходящиеся на фундамент приведенные к уровню обреза приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Расчетные усилия действующие на уровне обреза фундамента

Усилия принимаются от расчетных нагрузок с коэффициентом надежности - при расчете прочности тела фундамента. Расчетная сила принимается равной таковой на отметке обреза фундамента, следовательно вес фундамента и грунта на его уступах учитывать не следует, а расчетный изгибающий момент – на отметки подошвы фундамента следует учесть, так же учесть момент, возникающий от поперечной силой.

Расчетные усилия(изгибающий момент, продольная и поперечная сила) на уровне обреза фундамента при коэффициенте надежности по нагрузке составляют:

N=2508,7 кН

M=54,8 кНм;

Q=53,8 кН

При определении габаритов подошвы фундаментов принимают усилия, действующие на отметке подошвы от расчетных нагрузок с коэффициентом надежности

Расчетные усилия на отметке обреза фундамента под колонну при коэффициенте надежности по нагрузке составляют:

N=2508,7/1,215=2064,8 кН

M=54,8/1,215=45,1 кНм;

Q=53,8/1,215=44,3 кН

Требующаяся площадь фундамента по колонну в 1-ом приближении может быть вычислена как для центрально загруженного фундамента по формуле:

, где

— вертикальная сила на отметке обреза фундамента при коэффициенте надежности по нагрузке ;

— расчётное сопротивление одноосного сжатия скального грунта, согласно геологическим данным;

— средний удельный вес материала железобетонного фундамента и грунта расположенного на его обрезах;

— глубина заложения фундамента, м.

Принимаются конструктивно габариты подошвы фундамента под колонну – 2,0 х 2,0 м.

Площадь фундамента под колонну - 2,0 х 2,0=4,0 м².

Расчетный момент сопротивления по отметке подошвы фундамента под колонну определяется по формуле:

Наибольшие давления у краев подошвы фундамента при определяется по формуле:

Наименьшее давления у краев подошвы фундамента при определяется по формуле:

Среднее давление под подошвой при определяется по формуле:

Напряжение pn,max и pm не более допустимых величин, следовательно габариты подошвы фундамента приняты корректно.

Для расчета армирования фундамента необходимо просчитать pmax и pmin краевые давления в углах подошвы фундамента от расчетных нагрузок с коэффициентом , принимая продольную силу в сечении на отметке обреза, а изгибающий момент – на у отметке подошвы фундамента под колонну:

Наибольшие давления у краев подошвы фундамента под колонну при определяется согласно формуле:

Наименьшее давления у краев подошвы фундамента под колонну при определяется по формуле:

Рабочая высота плитной части фундамента определяется приближенно из условия продавливания от продольной силы действующей в колонне для центрально загруженного фундамента по формуле:

Высота плитной части фундамента составляет:

H=h₀+a=0,507+0,05=0,557 м.

Следовательно, округляем в большую сторону и принимается высота плитной части 600 мм.

Выполним проверку тела фундамента на продавливание от продольной силы в колонне согласно формуле из условия:

где P – продавливающая сила, кН;

b_m – средний периметр пирамиды продавливания фундамента под колонну при:

b-b_к=2,0-0,4=1,6 м > 2h₀=2∙0,55=1,1 м.

Следовательно

b_m= b_к + h₀=0,4+0,55=0,95 м;

Проверка фундамента на продавливание выполняется так как выполнено условие:

Фундаменты под колонну под действием отпора грунта работают на изгиб как консольная балка, жестко заделанная в теле фундамента.

Расчетный изгибающий момент определяется по формуле:

Рабочая высота сечения фундамента под колонну :

Требуемая площадь сечения арматуры фундамента под колонну определяется по формуле:

,

где -расчетное сопротивление арматуры изгибу, МПа.

;

Согласно сортамента арматуры принимается арматура 10Ø20 А400, мм² (шаг стержней 200 мм).

Требуется выполнить проверка принятой арматуры согласно формуле:

Проверка выполняется

Согласно сортамента арматуры принимается арматура 10Ø20 А400, мм² (шаг стержней 200 мм).

Поскольку плитная часть фундамента под колонну проектируют без поперечного армирования, обязательное условие что высота фундамента должна воспринимать поперечную силу от реакции давления грунта только бетоном в всех наклонных сечениях фундамента под колону.

Расчетная поперечная сила определяется согласно формуле:

Расчетная поперечная сила составляет:

Расчетная поперечная сила воспринимаемая только бетоном определяют по формуле:

Расчетная поперечная сила воспринимаемая только бетоном составляет:

Так как , следовательно поперечного армирования не требуется.

Рисунок 2.16 – Схема армирования фундамента

2.9 Расчет стены по оси Г

Сбор всех нагрузок(постоянных и временных) на 1 п.м. на отметках -3,300 и 0,000 выполняется с грузовой ширины 7,7/2=3,85 м; с отметки +3,750 до отметки кровли, выполняется с грузовой ширины (2,5+7,7/2)=6,35 м и составляет:

Активное давление грунта определяется согласно формуле:

где объемный вес грунта;

Н-высота стенки в грунте, м ;

коэффициент, зависящий от величины

Активное давление грунта составляет:

Расчетная эпюра активного давления грунта по высоте стены имеет вид треугольника с максимальной ординатой, определяемой по формуле:

Рисунок 2.17 - Расчетная схема для определения изгибающего момента в стене от веса грунта

Расчетная модель для определения расчетного изгибающего момента в железобетонной стене от собственного веса грунта приведена на рисунке 2.14.

Расчетные усилия(изгибающий момент и продольная сила) на 1 п. м. в подвальной стене по оси Г составляют:

N=548,4 кН/м

M=33,25 кНм/м;

Толщина железобетонной стены подвала составляет 400 мм.

Высота этажа подвала 3,05 м.

Расчетная длина железобетонной стены подвала при числе расчетных пролетов не менее двух и соединениях стены и перекрытия, рассматриваемых как жесткие, расчетная длина для монолитных конструкций принимается согласно п.3.55, составляет:

Характеристики бетона класса В 20; МПа; МПа; МПа.

Арматуры класса А 400, R_s=355 МПа, МПа.

Рабочая высота сечения железобетонной стены:

Так как

,

согласно п.3.49 , «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций к СП 52-101-2003» следует учитывать прогиб колоны.

Требуется определить коэффициент , задаться площадью армирования A_s=577,9 мм².

Коэффициент армирования определяем согласно формуле: