Определение площади арматуры плитной части фундамента

Арматура (A_sl и A_sb – соответственно вдоль сторон l и b) определяется из расчета на изгиб консольного вылета плитной части фундамента на действие отпора грунта под подошвой в сечениях по граням колонны, подколонника и ступеней.

Расчет производится для каждого направления раздельно.

Последовательность:

;

в зависимости от a_m по табл. 20 [13] определяем величину x;

,

где R_s – расчетное сопротивление арматуры; M_i – расчетный момент в сечении; b_i(l_i) – ширина сжатой зоны (в верхней части) рассматриваемого сечения; h_o,i – рабочая высота сечения.

Расчет продольной арматуры (в направлении l)

Рис. 8. Схема расчёта продольной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Арматура класса A-III.

;

; .

Принимаем 14 Æ 14А-III.

Расчёт поперечной арматуры (в направлении b)

Рис. 9. Схема расчёта поперечной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Принимаем 15 Æ 10А-III.

4.5.7. Расчёт продольной арматуры подколонника

Рис. 10. Схема расчёта продольной арматуры подколонника

Проверка прочности железобетонного подколонника производится по двум сечениям по высоте:

1. Прямоугольного сечения 1-1 по грани нижней ступени размерами b₂´l₂ = 1500´1500 мм с вертикальной рабочей арматурой, расположенной в границах сечения b_cf´l_cf с учётом защитного слоя , на действие усилий N и M в уровне сечения.

2. Коробчатого сечения 2-2 в уровне заделки торца колонны.

Подбор арматуры для прямоугольного сечения подколонника

,

где 0,9·0,9·0,3 и 1,5·1,5·0,3 – размеры ступеней фундамента; 25 – плотность материала фундамента, кН/м³; 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке.

.

Расчёт производится на внецентренное сжатие. Примем армирование подколонника вертикальными стержнями Æ 12 A-III по 4 штуки с каждой стороны.

Проверка прочности сечения производится по формулам 36 – 39 [5] без учёта сжатой арматуры .

;

; (п.3.12 [5])

; (25 [5])

; a=0,85; R_b =8,5×0,9=7,65 МПа;

;

g_sp=0 и s_sp=0, так как без преднатяжения;

s_SR=R_s - s_sp = R_s = 355 МПа; s_sc,u= 500 МПа;

,

так как , следовательно, проверку прочности сечения производим по формуле 36 [5] без учёта сжатой арматуры:

.

При расчёте по прочности в соответствии с п. 1.21 [5] должен учитываться случайный эксцентриситет e_a, принимаемый 1/600 длины элемента (в нашем случае это h_cf =600 мм) или 1/30 высоты сечения (l₂ =1500 мм).

е_а =1500/30=50 мм;

;

;

; .

Подбор арматуры для коробчатого сечения подколонника

Для коробчатых сечений стаканной части подколонника продольную арматуру допускается определять на действие условных изгибающих моментов и без учёта нормальной силы.

Моменты и определяют от действующих сил относительно точек К и (см. рис.12):

- при е > l_c/2 =0,8×(M–0,5×N×l_c);

- при l_c/2 > e > l_c/6 =0,3×M.

Усилия в уровне торца колонны:

;

;

;

;

;

,

то есть принятой арматуры A_S=A'_S=4,52 см² достаточно.

4.5.8. Расчёт поперечной арматуры подколонника

Рис.11. Схема расчёта поперечной арматуры подколонника

Поперечная арматура подколонника определяется расчётом на условные изгибающие моменты и из уравнений:

,

где A_Si – площадь сечения всех стержней в одном направлении на i-ом уровне; z_i – привязка сеток к торцу колонны.

При одинаковых диаметрах стержней арматурных сеток и одинаковой марке стали площадь сечения арматуры одной сетки равна:

- при е > l_c/2 ;

- при l_c/2 > е > l_c/6 .

В нашем случае при арматуре класса A-III:

.

Принимаем 4 Æ 6 A-III.

4.5.9. Расчёт подколонника на местное смятие под торцом колонны

Расчёт выполняется в соответствии с п.п. 3,39; 3,41 [5].

Без поперечного армирования под торцом колонны должно выполнятся условие прочности бетона:

;

,

(см. выше «Расчёт на продавливание по схеме 2»).

где y_loc – коэффициент распределения нагрузки по площади смятия, y_loc=0,75 (при неравномерном распределении нагрузки для тяжёлого бетона);

R_b,loc=a×j_loc×R_b;

a=1,0 – для бетона класса ниже В25;

, но не более 2,5;

A_loc,1 – площадь смятия, A_loc,1=0,4х0,4=0,16м²; A_loc,2 – расчётная площадь смятия, в которую включается участок, симметричный по отношению к площади смятия.

В нашем случае A_loc,2 – площадь подколонника:

A_loc,2=0,9×0,9=0,81м²;

;

;

.

Армирование под торцом колонны не требуется.

5. Расчёт свайного фундамента