4. Подбор арматуры подошвы

Под действием реактивного давления грунта ступени фундамента работают на изгиб как консоли, защемленные в теле фундамента. Изги­бающие моменты определяют в обоих направлениях для сечений по граням уступов и по грани колонны.

Площадь сечения рабочей арматуры подошвы определяется по фор­муле (6.10):

(6.10)

где M_i-i иh_oi-момент и рабочая высота вi-ом сечении.

Подбор арматуры в направлении длинной стороны подошвы.

Рассматриваются сечения: 1-1 по грани подколонника; 2-2 по грани колонны (рис.19.).

Сечении 1-1(h₀₁=25см)

тс/м²; (6.11)

где c₁=0,5(l-l_cf)=0,5·(3,3-2,05)=0,625м

тс·м;(6.12)

Сечении 2-2(H₀=145см)

тс/м²;

тс·м;

Рис.19. К подбору арматуры подошвы фундамента

В соответствии с конструктивными требованиями наименьший допустимый диаметр стержней должен быть не менее 10мм (при длине стороны до 3м), а наибольший шаг стержней не должен превышать 200мм. Тогда принимаем в направлении длинной стороны фундамента 17Ø10 A-III(A_s=13,345 см²>A_s,1=12,71см²) с шагом 140мм.

Подбор арматуры в направлении короткой стороны подошвы. Расчет ведем по среднему давлению по подошвеp_m=31,03тс/м².Учитываем,что стержни этого направления будут во втором (верхнем) ряду, поэтому рабочая высота h_0i=h_i-a-(d₁+d₂)/2.Пологаем, что диаметр стержней вдоль коротких сторон тоже будет не более 10мм.

Сечение 1-1 по грани подколонника (h­­₀₁=300-50-10=240мм).

тс·м; (6.13)

Сечение 2-2 по грани колонны(h­­₀₁=1500-50-10=1440мм)

тс·м;

Так же по конструктивным требованиям назначаем в направлении длинной стороны фундамента 26 Ø10 A-III(A_s=20,41 см²≈A’_s,1=20,69см²) с шагом 110мм.

5. Расчет подколонника и его стаканной части

Если толщина стенок стакана поверху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана, стенки стакана можно не армировать, в наше случае t₁=300мм <0,75h_d=0,75·1=750мм следовательно стенки стакана необходимо армировать продольной и поперечной арматурой по расчету.

Подбор продольной арматуры. Продольная арматура подбирается на внецентренное сжатие в сечении 3-3 и 4-4 (рис..)

Продольная арматура подбирается на внецентренное сжатие в сечениях 3-3 и 4-4 ( рис..).

Сечение 3-3 стаканной части приводим к

эквивалентному двутавровому: b_f’=b_f=b_cf=1200мм; h_f’=h_f=(t₁+25)∙2=2∙(300+25)=650мм; b=(t₂+50)∙2=2∙(250+50)=600мм; h=l_cf=2050мм.

Рис.20. К расчету подколонника

Армирование подколонника принимаем симметричным; а=а’=40мм

Усилия в сечении 3-3:

M=35,3+3,64∙1-6,29=32,65тс∙м;

N=208,45+14,98+2,05∙1,2∙1∙2,5∙0,95=229,27тс;

e_o=M/N=32,65/229,27=0,142м=142мм.

Проверяем положение нулевой линии

N=229,27тс<R_bb_f’ h_f’=842∙1,2∙0,65=656,76тс – нейтральная линия проходит в полке поэтому арматуру подбираем как для прямоугольного сечения шириной b=b_f’=1200мм и рабочей высотой h_o=h-a’=2050-40=2010мм;

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры

e=e_o+0,5h-a=142+0,5∙2050-40=1135мм.

Вспомогательные коэффициенты:

α_n=;α_m1=;δ=4/201=0,02;

при α_nтребуемая площадь арматуры:

,т.е. по расчету продольная арматура не нужна, но по конструктивным требованиям количество должно быть не менее 0,05% площади поперечного сечения подколонника:

A_s=A_s’=0,0005∙b_cf∙h_cf=0,0005∙120∙205=12,3см².

Принимаем по 518 (A_s=A_s’=12,72см²) У граней подколонника, перпендикулярных плоскости изгиба. У смежных граней, параллельных плоскости изгиба, принимаем стержни минимально допустимого диаметра с шагом не более 400мм, т.е. по 610A-III.

В сечении 4-4 незначительно больше, чем в сечении 3-3, поэтому арматуру оставляем без изменений.

Подбор поперечной арматуры стакана. Стенки стакана армируют так же горизонтальными плоскими сетками. Стержни сеток≥ 8мм расположенных у наружных и внутренних граней стакана (рис.20.); шаг сеток 100…200мм. Обычно задаются расположением сеток по высоте стакана, а диаметр стержней определяют расчетом.

Расчет производится в зависимости от величины эксцентриситета продольной силы, причем усилия M и N принимаются в уровне нижнего торца колонны

комбинация М_max

M=35,3+3,64∙1-6,29=32,65тс∙м;

N=208,45+14,98+2,05∙1,2∙1∙2,5∙0,95=229,27тс;

e_o=M/N=32,65/229,27=0,142м=142мм.

При h_c/6=1300/6=217мм > e_o=142мм стенки стакана армируют конструктивно.

Принимаем сетки из арматуры Ø10 A-I (R_s=2300 кГс/см²) с шагом 150 мм; верхняя сетка устанавливается на расстоянии 50 мм от верха стакана.