Расчет фундамента. 
Проектирование предварительно-напряженных плит, неразрезного ригеля, железобетонной колонны

Фундамент проектируется под рассчитанную ниже колонну сечением 400*400мм с расчетным усилием в заделке .

Для определения размеров подошвы фундамента вычисляется нормативное усилие от колонны, при этом принимается среднее значение коэффициента надежности по нагрузке г_f=1,15:

(64).

.

По заданию грунт основания допускает условное расчетное давление R₀=0,28МПа, а глубина заложения фундамента H_f=1,4 м.

Фундамент должен проектироваться из тяжелых бетонов класса В20:

R_bt=0,8 МПа при г_b2=0,9 (по СНиП 2.03.01−84) и рабочей арматуры класса.

А-II: R_s=280 МПа.

Принимается средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на обрезах г_mt=2000кг/м³=20кН/м³.

Вычисляется требуемая площадь подошвы фундамента:

(65).

.

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее:

, (66).

.

Назначается размер a=2,7 м, при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно:

(67).

.

Рабочая высота фундамента определяется по условию продавливания:

(68).

.

т.е.

.

По условию заделки колонны в фундаменте полная высота фундамента:

H=1,5· h_c+250= 700 мм.

По требованию анкеровки сжатой арматуры колонны диаметром 28 А-III в бетоне класса В25:

Н=л_апd+250, (69).

где л_апd берется из СНиП 2.03.01−84.

Н=21· 28+250=838мм.

С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент высотой Н=1200мм треххступенчатый с высотой нижней ступени h₁=300мм.С учетом бетонной подготовки под подошвой фундамента будем иметь расчетную высоту:

для 1-ой ступени:

h₀₁=300−50=250мм.

Выполняется проверка условия прочности нижней ступени фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении начинающимся в сечении 1−1. Для единицы ширины этого сечения (b=1мм).

Q=0,5(аh_c-2 h₀)· b·с^?_s, (70).

Q=0,5(2700- 300−2· 1150)·1·0,24=12 кН.

Поскольку.

Q_b min=0,6· R_bt·b·h₀₁, (71).

Q_b min=0,6· 0,8·1·250=120 кН,.

Q_b min > Q.

Следовательно, прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определяем из условия расчета фундамента на изгиб в сечении 2−2 и 3−3.

Изгибающие моменты определяются:

М₃=0,125· с^?_s · (аh_c)²· b, (72).

М₃=0,125· 0,24· (2700- 300)²· 2700=466,586·10⁶ Н мм, М₂=0,125· с^?_s · (аа₁)²· b, (73).

М₂=0,125· 0,24 · (2700- 900)²· 2700=262,44·10⁶ Н мм.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определяется из условия:

А_s3= М₃/0,9· h₀ · R_s, (74).

А_s3= 466,56· 10⁶/0,9· 1150 · 280=1610мм²=16,1 см²,.

А_s2= М₂/0,9· h₀₁ · R_s, (75).

А_s2= 236,44· 10⁶/0,9· 250 · 280=4165,7 мм²=44,66 см².

Нестандартную сварную сетку конструкции с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 7 диаметром 28 А-III (А_s=4310мм²).

Соответственно получим фактические проценты армирования расчетных сечений:

м₁= А_s · 100/b_I· h₀, (76).

м₁= 4310 · 100/900·1150= 0,42%;

м₂= А_s · 100/b_II· h₀₁, (77).

м₂= 4310 · 100/2700· 250= 0,64%.

Что больше м_min=0,05%.