6.3. Расчет арматуры фундамента

Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок:

;

где

.

Напряжение в грунте в сечении I-I, II-II, III-III (см. рис.6.1):

Изгибающие моменты, возникающие в сечениях I-I, II-II, III-III от реактивного давления грунта как в консоли, для расчета арматуры, укладываемой параллельно стороне а , определяют по формулам:

;

;

.

Сечение рабочей арматуры на всю ширину фундамента:

;

;

.

Назначаем шаг стержней 200 мм, на ширине фундамента b=2,9 м параллельно длинной стороне а укладываем 18 Æ16 А-II c A_S=32,16 см². Процент армирования

.

Определяем изгибающий момент и площадь сечения арматуры, укладываемой параллельно стороне b:

;

.

При шаге стержней 200 мм принимают 23 Æ16 A-II c A_S=28,14 см². процент армирования .

6.4. Расчет подколонника

Продольное армирование подколонника и его стаканной части определяем из расчета на внецентренное сжатие коробчатого сечения стаканной части в плоскости заделанного торца колонны (IV-IV) и расчета на внецентренное сжатие прямоугольного сечения подколонника в месте примыкания его к плитной части фундамента Размеры коробчатого сечения стаканной части, преобразованное в эквивалентное двутавровое:

b=1,2 м; h=2,6 м; b_f=b_f’=1,7 м; h_f=h_f’=0,6 м; а=а’=0,04 м; h₀=2,56 м; d’=a’/h₀=0,04/2,56=0,0156.

Расчетное усилие в сечении IV-IV при g_f>1:

M=M_2-1+Q_2-1h_h =-209,85-20,56×1=230,41 кН×м;

N=N_2-1+G_f =3968,48+2,6×1,7×1×25×1,1×0,95=4 083.9 кН.

Эксцентриситет продольной силы:

.

Расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до силы N:

е =0,086+0,5(×2,6-0,04)=1,366 м.

Проверяем положение нулевой линии. Так как

R_bg_b2b_f’h_f’=7,5(100)×1,1×170 × 60=8415×10³ Н=8415 кН > N=4083,9 кН, нулевая линия проходит в полке, и сечение рассчитываем как прямоугольное шириной b_f’=170 см.

Принимаем симметричное армирование, тогда высота сжатой зоны:

.

Относительная высота сжатой зоны , имеем первый случай внецентренного сжатия.

Сечение симметричной арматуры:

, т.е. продольная арматура по расчету не нужна. Назначаем в соответствии с конструктивными требованиями не менее 0,04 % площади поперечного сечения подколонника: A_S=A_S’=0,0005×170×260=17,6 см². Принимаем с каждой стороны подколонника 6Æ18 A-II c A_S=A_S’=15,27 см². У длинных сторон подколонника принимаем продольное армирование 5 Æ12 A-II.

Прочность сечения V-V не проверяем, так как усилия от полученных ранее отличаются незначительно.

Поперечное армирование подколонника определяем по расчету на момент от действующих усилий относительно оси, проходящей через точку поворота колонны.

Так как 0,5h_c=0,5×1,4=0,67 > e₀=0,262 м > h_c/6=1,4/6=0,23 м, поперечное армирование определяют по формуле:

,

где M=M_2-1+Q_2-1×y-0,7×N_2-1×e_0­=-209,85-20,56×1,35+0,7×3968,48×0,0564 = - 80,93 кН×м; y=1,2+0,15=1,35 м – расстояние от уровня чистого пола до нижнего торца колонны, т.е. до точки ее поворота; Sz_i=0,9+0,75+0,6+0,45+0,3+0,15=3,15 м – сумма расстояний от точки поворота колонны до сеток поперечного армирования подколонника при шаге сеток 150 мм и расстоянии от верха стакана до верхней сетки 50 мм.

Необходимая площадь сечения одного рабочего стержня (при четырех стержнях в каждой сетке): A_SW=1,14/4=0,285 см². Принимаем Æ6 A-I c A_SW=0,28см².