Расчет сборных железобетонных конструкций промышленного здания, длинна которого равна 96 метрам (место строительства – г. Чита), страница 8

Глубина заложения подошвы из условия промерзания грунта, равна d = 1,95 м. Обрез фундамента на отметке - 0,15 м. Расчетное сопротивление грунта R₀ = 150 кПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем γ_m =20 кН/м³. Бетон класса В12,5 с расчетными характеристиками при γ_b2= 1,1: R_b=1,1 ∙ 7,5 = 8,25 МПа; R_bt= 1,1 ∙ 0,66 = 0,726 МПа. Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В3,5.

На фундамент в уровне его обреза передаются от колонны следующие усилия:

Комбинация М_min:

при γ_f = 1: N_n = 289 кН; M_n= -29 кНм; Q_n = -5 кН;

при γ_f  > 1: N = 648 кН; M= -50 кНм; Q = -22 кН;

Комбинация N_max:

при γ_f = 1: N_n = 645 кН; M_n= 31 кНм; Q_n = -6 кН;

при γ_f  > 1: N = 648 кН; M= 59 кНм; Q = 3 кН;

Нагрузка от веса стены ниже отм. 8.00, передающаяся на фундамент через балку, приведена в таблице.

Табллица 3.

Элементы конструкций	Нагрузка, кН
	нормативная	расчетная
		при γf = 1	при γf  > 1
Фундаментные балки, l = 4,75 м	13,7	13,02	14,32
Стеновые панели ∑h = 3,2 м, γ = 2,5 кН/м2	3,2∙2,5∙6=48	45,6	50,16
Остекление проемов ∑h = 4,8 м, γ = 0,5 кН/м2	4,8∙0,5∙6=14,4	13,7	16,4
Итого:	76,1	Gnw = 72,3	Gw = 80,9

Экцентриситет приложения нагрузки от стены e_w = t_w / 2 + h_c / 2 = 300 / 2 + 600 / 2 = 450 мм = 0,45 м, тогда изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента:

при γ_f = 1: M_nw = G_nw  ∙ e_w  = - 72,3 ∙ 0,45 = -32,54 кНм;

при γ_f  > 1: M_w =  - 80,9 ∙ 0,45 = -36,4 кНм;

Расчетная схема усилий:

Рис.8 Фудамент.

5.1.2. Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений.

Соотношение сторон - m = b / l = 0,8.

,

.

Принимаю унифицированные размеры b x l = 2,7 x 3,3 м, тогда площадь подошвы А = 2,7 ∙ 3,3 = 8,91 м², а момент сопротивления W = b l² / 6 = 2,7 ∙ 3,3² / 6 = 4,9 м³.

Проверка давлений под подошвой фундамента. Проверяем наибольшее p_n,minкраевые давления и среднее p_n,mпод подошвой. Принятые размеры должны обеспечивать выполнение следующих условий:

;        ;      ;

Давление на грунт определяем с учетом веса фундамента

, где

;     - усилия на уровне подошвы фундамента от нагрузок с коэффициентом γ_f = 1.

Комбинация М_min:

,

,

.

Комбинация N_max:

,

,

.

Расчетной оказывается сочетание N_max .

5.2.3. Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени.

Проектирую фундамент с подколонником и ступенчатой нижней частью.

Размеры подколонника в плане:

l_cf = h_c + 2t₁ + 2δ₁ = 700 + 2 ∙ 300 + 2 ∙ 100 = 1500 мм,

b_cf = b_c + 2t₂ + 2δ₂= 400 + 2 ∙ 300 + 2 ∙ 100 = 1200 мм, где t_1,t_2, и δ_1,δ₂- соответственно толщина стенок стакана и зазор между гранью и стенкой стакана в направлении сторон l и b.

Рабочую высоту плитной части определяем из условия продавливания от граней по формуле: ,

принимая b_c = b_cf = 1,2 м и h_c = h_cf = 1,5 поучим

По расчету можно принять плитную часть в виде одной ступени высотой h₁ = 300 мм, но при этом консольный вынос ступени получается больше оптимального, равного 3 h₀₁

0,5( l - l_cf) = 0,5 ∙ (3,3 – 1,5) = 0,9 > 3 h₀₁ = 3 ∙ 0,25 = 0,75, где h₀₁= h₁ – а = 300 – 50 = 250 мм = 0,25 м.

Поэтому принимаем плитную часть из двух ступеней высотой h₁ = h₂ = 300 мм. Размеры в плане второй ступени назначаем кратно 300 мм, т.е. b₁ х l₁ = 1,8 х 2,1 м. Тогда консольные выносы ступеней составят:

первой (нижней) – с₁ = 0,5 ∙ (3,3 – 2,1) = 0,6 м < 0,75

второй – с₂ = 0,5 ∙ (2,1 – 1,5) = 0,3 м

Глубина стакана под колонну h_d = h_c + 50 = 600 + 50 = 650 мм, размеры дна стакана: b_h = 400 + 2 ∙ 50 = 500 мм, h_h = 700 + 2 ∙ 50 = 800 мм.

Проверка высоты нижней ступени. Высота и вынос  нижней ступени проверяем на продавливание  и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия:

,

где P = p_max ∙ A_f0 – продавливающая сила;