Нагрузки от веса части стены

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены е_w = t_w/2 + h_с/2 = 300/2 + 1000/2 = 650 мм = 0,65 м, тогда изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента:

М_w = G_w∙e_w = -105,1∙0,65 = -68,3 кН∙м.

Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений

Геометрические Размеры фундамента определяем по формуле:

по справочнику проектировщика приниваем axb=5.4x4.8м, тогда площадь подошвы А = 26 м², а момент сопротивления W = bа²/6 =

= 4,8∙5,4²/6 = 23,3 м³. Из условий р_n,max ≤ 1,2R; p_n,min ≤ 0; p_n,m ≤ R.

Уточняем нормативное сопротивление на грунт

R=R₀[1+k(B-b₀)/β₀](d+d₀)/2 d₀=0.1[1+0.05(4.8-1)/1](1.8+2)/4=1.3МПа

Проверка давления под подошвой фундамента

Проверяем наибольшее р_n,max и наименьшее р_n,min краевые давления и среднее p_n,m давление под подошвой. Принятые размеры под подошвой должны обеспечивать выполнение следующих условий:

Рис 5. Расчетная схема усилий для фундамента по оси А.

р_n,max ≤ 1,2R; p_n,min ≤ 0; p_n,m ≤ R.

Давление на грунт определяется с учетом веса фундамента и грунта на нем по формуле

р_n = N_f/A ± M_f/W + γ_md,

где N_f = N_n + G_nw; M_f = M_n + Q_n∙H_f + M_max – усилие на уровне подошвы фундамента от нагрузок с коэффициентом γ_f = 1.

При расчете поперечной рамы за положительное принималось направление упругой реакции колонны слева направо. Тогда положительный знак поперечной силы Q соответствует ее направлению справа налево. Следовательно, момент, создаваемый поперечной силой Q относительно подошвы фундамента. при положительном знаке Q действует против часовой стрелки и принимается со знаком «минус».

Комбинация N_max

p_n,max = 100,5 + 331,3*6/5,4²*4,8 = 116,8 кПа < 1,2R = 1,2∙130 = 156 кПа;

p_n,min = 100,5 - 331,3*6/5,4²*4,8 = 84,4 кПа > 0;

р_n,m = 1810,4/26+17*1,6 = 100,5 кПа < R = 150 кПа.

В обеих комбинациях давление р_n не превышает допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны.

Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени

Учитывая значительное заглубление подошвы, проектируем фундамент с подколонником и ступенчатой плитной частью.

Размер подколонника в плане:

l_cf = h_c + 2t₁ + 2δ₁ = 1000 + 2∙250 + 2∙100 = 1700 мм;

b_cf = b_c + 2t₂ + 2δ₂ = 500 + 2∙250 + 2∙100 = 1200 мм,

где t₁,t₂, и δ₁,δ₂ – соответственно толщина стенок стакана и зазор между гранью колонны и стенкой стакана в направлении сторон l и b.

Высоту ступеней назначаем h₁=h₂=h₃=0.3м. Высота подколонника h_cf=0,75м.

Рис 6. Геометрические размеры фундамента по оси А.

Глубина стакана под колонну h_d = 0,9м; размеры дна стакана:

b_h = 500 + 2∙50 = 600 мм;

l_h = 1000 + 2∙50 = 1100 мм.

Расчет на продавливание

Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия:

N≤(bl/A_f0) R_btb_mh₀₁,

Так как h_b=H_f - h_h = 1.65-0.9=0.75<H+0.5(l_ct-h_c)=0.6+0.5(1.7-1)=0.95

И h_b=H_f - h_h = 1.65-0.9=0.75<H+0.5(b_ct-b_c)= 0.95, товыполняют расчет на продавливание фундамента колонной от дна стакана, а также на раскалывание фундамента колонной.

Рабочая высота дна стакана h_0b = 0,75-0,08 = 0,67м; средняя ширина b_m=0.6+0.67=1.27 площадь А_f0 = 0,5b(l – h_n – 2h_0b) – 0,25(b – b_n – 2h_0b)² = 0,5∙4,8∙(5.4 – 0.9 – 2∙0,67) – 0,25(4,8 – 0.6 – 2∙0,67)² = 6.8 м², тогда продавливающая сила 1.810<4.8*5.4*0.88*0.67/6.8=2.25-прочность дна стакана на продавливание обеспечена.

Расчет на раскалывание

Для расчета на раскалывание вычисляют площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях проходящих по осям сечения колонны:

A_fb=0.75*1.2+0.3*4+0.3*4.8-0.9*0.5(0.7+0.6)+0.3*3.2=5.45

A_fl=0.75*1.7+0.3*4.5+0.3*5.4-0.9*0.5(1.2+1.1)+0.3*3.6=6.9

При A_fb/A_fl=0,79>b_c/h_c=0.5 – прочность на раскалывание проверяют из условия : N≤0.975(1+ b_c/h_c) A_flR_bt=0.975(1+0.5)5.8*0.88=7.4