м,

где .

Высота плитной части должна быть не менее:

.

Принимаем двухступенчатую плиту с высотой ступени 0,45 м.

, .

Проверяем случай расчета:

,

где

Так как , подтверждается случай продавливание плитной части фундамента от дна стакана.

6.5 Расчет высоты и вылета нижней ступени

Высота нижней ступени h₁ проверяется расчетом на продавливание, а наибольшая величина С_1max устанавливается расчетом на поперечную силу при отсутствии поперечной арматуры (рис. 6.4).

Расчет на продавливание нижней ступени производится из условия:

где =

где

Здесь – площадь многоугольника давления по подошве (рис. 6.4):

,

где

Так как то условие прочности на продавливание бетона ступени выполняется.

1. Рис.6.4. К расчету высоты и вылета нижней ступени фундамента.

Максимальный вылет нижней ступени С_1max определяем при условии отсутствия поперечной арматуры на ширину b =1м по формуле [3, п.3.31]:

;

Т.к. , то проверка выполняется.

6.6 Расчет арматуры подошвы фундамента

Расчет арматуры подошвы фундамента производится из условия изгиба плиты под воздействием реактивного давления грунта в двух направлениях:

1) В плоскости рамы (Рис. 6.5):

Сечение 1-1

(см. п. 6.3);

Изгибающий момент на один метр ширины фундамента:

Рис.6.5 - Расчетная схема работы плиты на изгиб в плоскости рамы.

Сечение 2-2

Требуемая площадь арматуры на 1 метр ширины фундамента:

в сечении 1-1:

в сечении 2-2:

Шаг стержней принимается равным 250 мм. Принимаем по большему значению 412 А-II на 1 погонный метр ширины фундамента

2) Из плоскости рамы на 1 погонный метр:

Площадь арматуры на 1 погонный метр длины фундамента.

Принимаем 210 А-II (1,57 см²) на погонный метр длины подошвы (с шагом 500 мм).

Таким образом, принята сварная сетка с размерами ячеек 200х500мм из стержней 12 AII в направлении действия активного момента и стержней 10 AII в поперечном направлении.

Так как диаметр арматуры класса AII сетки не превышает 22 мм, в соответствии с [5, п.2.56] проверку ширины раскрытия трещин в плитной части фундамента производить не требуется.

6.7. Расчет подколонника

6.7.1. Расчет продольной арматуры подколонника

Рабочая вертикальная арматура устанавливается у коротких граней подколонника (рис. 6.6). Расчет арматуры производится как внецентренно сжатого элемента по усилиям в сечении 1-1 (коробчатое, приводимое к двутавровому) и по усилиям в сечении 2-2 (сплошное прямоугольное).

Рис.6.6 - Вертикальная арматура подколонника

Усилия у обреза фундамента по наибольшему ядровому моменту [табл.6,1]: M = -234,5 кНм; N = 873,1 кН; Q = 35,71 кН..

В сечении 1-1:

В сечении 2-2:

Рассчитываем сечение подколонника с симметричной арматурой в сечении с максимальным моментом М= - 266,6 кНм.

Предполагаем первый случай внецентренного сжатия: большие эксцентриситеты ( ).

[3, 36]

[3, 37]

Задаем сечение сжатой арматуры при минимальном проценте армирования =0,05 % [3, табл.38]:

Принимаем 512 (шаг 200 мм, ).

Растянутая арматура по расчету не требуется. Конструктивно принимаем (212 А-II).

6.7.2 Проверка ширины раскрытия трещин в сечении 2 – 2 подколонника.

Определяем необходимость проверки ширины раскрытия трещин в соответствии с [5, п.2.52].

Напряжение по наименее сжатой грани составляет:

Так как напряжений растягивающие, но не превышают , расчет по образованию и раскрытию трещин не требуется.

6.7.3 Расчет поперечной арматуры подколонника

Под действием момента происходит поворот колонны относительно горизонтальной оси, проходящей через точку К. При этом момент от поворота М_к уравновешивается моментами усилий в поперечной арматуре, относительно дна стакана (рис.6.7).

Рис.6.7 - Горизонтальная арматура подколонника

При расчете у верхнего обреза подколонника [табл. 6.1]:

1. по сочетанию (+М):

Имеем второй случай поворота;

1. по сочетанию (N_min):

Имеем третий случай поворота;

1. по сочетанию (-М):

Имеем второй случай поворота;

Т.к. в 1-м и 3-м сочетании имеет место второй случай поворота, принимаем к расчету сочетание (-М) (с наибольшим эксцентриситетом е₀=0,27 м):

М = 234,5 кНм; N = 873,1 кН; Q = 35,71 кН.

Определение сечения поперечной арматуры класса А-II.

Для третьего сочетания 3-й случай поворота:

М = 205,9 кНм; N = 540,73 кН; Q = 41,94 кН.

Т.к. этот момент меньше полученного ранее, сечение каждого стержня в одной сетке:

.

Принимаем 4 сетки из стержней 10AII (0,7854=3.14 см²) , что соответствует минимальному диаметру стержней сеток [5, п.4.25]. Т.к. арматура принята с запасом, убираем две сетки (нижних), тогда:

.

Окончательно принимаем 2 сетки из стержней 10AII.

6.7.4 Расчет на местное сжатие дна стакана подколонника

Расчет подколонника на местное сжатие дна стакана производится в соответствии с [5, п.2.48].

При расчете на местное сжатие дна стакана подколонника без поперечного (косвенного) армирования должно удовлетворяться условие:

N_{c loc} R_b,loc A_{loc 1}, [5, (63)]

где N_c - расчетная продольная сила в уровне торца колонны, определяемая по [5, п. 2.20]:

N_c = N=0,868 873,1=757,4 кН [5, (26)]

где — коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N на плитную часть фундамента через стенки стакана и принимаемый равным:

= (1 - 0,4R_bt A_c/N) = [5, (27)]

где R_bt = 0,75 МПа - расчетное сопротивление бетона замоноличивания стакана и принимается с учетом коэффициентов условий работы _b2, _b9 (для В15); A_c = 2(h_col + b_col)( h_c - 0.05)= - площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента;

_loc - коэффициент, равный 0,75 при ;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле: R_b,loc = _loc R_b = МПа, [5, (64)]

где _loc = [5, (65)]

А_loc2 = =1,08 м² - площадь поперечного сечения подколонника;

А_loc1 = =0,28 м² - площадь торца колонны.

R_b - призменная прочность бетона подколонника с учетом коэффициентов условий работы _b3, _b9;

N_c = 757,4 _loc R_b,loc A_loc1 = 0,75 10,2 0,28 10³ = 2142 кН

Условие [5, (63)] выполняется, поэтому сетки косвенного армирования ниже дна стакана устанавливать не требуется.

Список использованной литературы

1. Я.И.Гуревич, В.А.Танаев Расчет железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – Хабаровск, 2001г.

2. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996.-44 с.

3. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996. - 76 с.

4. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции, Общий курс. – 5-е изд., перераб. И доп. - М. СИ; 1991.

5. Пособие по проектированию фундаментов на естественном сновании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) Ленпромстройпроект Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 112 с.

6. СНиП 23.01-99. Строительная климатология/ Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1999. - 56 с.