Курсовая работа (т): Расчет и устройство фундаментов мелкого заложения
cp =2*(lпод
+ bпод +2*h0)
Для 1-го типа фундамента в качестве размеров подколонника используем размеры ФБС 9.6.6 - 880х600х580 (мм).
Произведем расчеты для всех типов фундамента и сведем результаты в
таблицу.
Табл.22 Выполнение расчета на продавливание
|
Тип фундамента |
k |
Rp, кПа |
h0, м |
bпод, м |
lпод, м |
Ucp, м |
k*Rp*Ucp*h0 |
F, кН*м2 |
|
1 |
1,00 |
1550,00 |
0,25 |
0,6 |
0,88 |
3,96 |
693 |
72,24 |
|
2 |
1,00 |
1550,00 |
0,85 |
1,50 |
1,50 |
9,40 |
12384,50 |
143,92 |
|
3 |
1,00 |
1550,00 |
0,85 |
1,50 |
1,50 |
9,40 |
12384,50 |
233,09 |
|
4 |
1,00 |
1550,00 |
0,85 |
1,50 |
1,50 |
9,40 |
12384,50 |
99,10 |
|
5 |
1,00 |
1550,00 |
0,55 |
0,90 |
0,90 |
7,00 |
4944,50 |
141,42 |
По результатам расчетов видно, что условие F≤k*Rp*Ucp*h0 выполняется для всех типов фундамента.
Проверка прочности нижней ступени фундамента сводится к определению выноса нижней ступени C1 (рис.8), который можно расcчитать из условия:
≤ Rp*h01*b1cp
где F=A01*Pгр; b1cp=b1+h01.01 - площадь, с которой собирается реактивное давление. Здесь определение размеров пирамиды продавливания и площади выполняют аналогично изложенному ранее, а верхнее основание пирамиды b1 является размером второй ступени фундамента.
01 = 0,56*(l - l1 - 2*h01 ) - 0,25*(b - b1 - 2*h01)2
Следовательно, для 2,3,4-го типов фундамента h01=0,55 м, для 5-го - h01=0,25 м
(т.к. используется только две плиты), а для 1-го - h01=0 (т.к. используется только одна плита) . Произведем расчеты
для 2,3,4,5-го типов фундамента и сведем результаты в таблицу.
Табл.23 Выполнение расчета на продавливание нижней ступени фундамента
|
Тип фундамента |
b, м |
l, м |
b1, м |
l1, м |
b1ср, м |
h01, м |
A01, м2 |
Pmax, кН |
Rp, кПа |
Rp*h01*b1cp |
F, кН*м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3,60 |
4,80 |
2,40 |
3,60 |
2,95 |
0,55 |
0,18 |
168,13 |
1550,00 |
2514,88 |
29,84 |
|
3 |
3,60 |
5,70 |
2,40 |
4,50 |
2,95 |
0,55 |
0,18 |
171,39 |
1550,00 |
2514,88 |
30,42 |
|
4 |
3,30 |
4,20 |
2,10 |
3,00 |
2,65 |
0,55 |
0,16 |
177,76 |
1550,00 |
2259,13 |
28,89 |
|
5 |
2,10 |
3,00 |
1,50 |
2,40 |
1,75 |
0,25 |
0,10 |
253,67 |
1550,00 |
678,13 |
26,00 |
Вынос нижней ступени не должен превышать значения:
1=k1*h01
где k1 - коэффициент, принимаемый по таблице 24:
Табл.24
|
Давление на грунт, кПа |
b-b1<2h01 |
b-b1=2h01 |
b-b1>2h01 |
||||||
|
|
B7,5 |
B15 |
B22,5 |
B7,5 |
B15 |
B22,5 |
B7,5 |
B15 |
B22,5 |
|
200 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
300 |
3 |
3 |
2,8 |
3 |
3 |
2,3 |
2,5 |
3 |
|
|
400 |
2,5 |
2,8 |
3 |
2,3 |
2,5 |
3 |
2 |
2,1 |
2,5 |
|
500 |
2,5 |
2,4 |
3 |
2 |
2,2 |
2,6 |
1,8 |
1,9 |
2,2 |
Произведем расчеты для всех типов фундамента и сведем результаты в
таблицу.
Табл.25 Выполнение расчета выноса нижней ступени
|
Тип фундамента |
b, м |
b1, м |
b-b1, м |
h01, м |
2*h01, м2 |
Pmax, кН |
k1 |
C1, м |
|
2 |
3,60 |
2,40 |
1,20 |
0,55 |
1,10 |
168,13 |
3,00 |
1,65 |
|
3 |
3,60 |
2,40 |
1,20 |
0,55 |
1,10 |
171,39 |
3,00 |
1,65 |
|
4 |
3,30 |
2,10 |
1,20 |
0,55 |
1,10 |
177,76 |
3,00 |
1,65 |
|
5 |
2,10 |
1,50 |
0,60 |
0,25 |
0,50 |
253,67 |
3,00 |
0,75 |
Расчеты показывают, что вынос нижней ступени для 2,3,4,5-го типов фундаментов
не превышает значения С1.
.12 Расчет плитной части на изгиб с подбором арматуры
Площадь сечения рабочей арматуры нижней ступени фундамента рассчитывают
по моменту, действующему в сечении фундамента по грани колонны (сечения 1-1 и
4-4); в сечениях по граням ступеней фундамента проверяют достаточность принятой
по этому расчету арматуры и в случае необходимости вводят изменения. При
прямоугольной подошве площадь сечения арматуры находят расчетом в обоих
направлениях.
Рис.9 Расчетная схема для определения площади сечения арматуры
Определим момент в сечении 1-1 (рис.9): M1-1=[(Pmax+P1)/2]*[(l- l k)2/8]*b;
в сечении 4-4: M4-4=Pcp*l*(b-bk)2/8,
где P1 - давление по подошве в сечении 1-1. Площадь арматуры для сечения 1-1:
a= M1-1/(0,9*h0*Ra)
где h0 - рабочая высота плитной части фундамента; Ra - расчетное сопротивление арматуры
растяжению, которое определяется по таблице 26, Ra=270000 кПа для арматуры класса А-II.
Табл.20 Расчетное сопротивление арматуры
Табл.27а Выполнение расчета площади сечения арматуры
|
Тип фундамента |
РIIср, кН |
Pmax, кН |
Pmin, кН |
P1, кН |
b, м |
bk, м |
l, м |
lk, м |
|
1 |
198,11 |
54,79 |
267,54 |
242 |
1 |
0,6 |
1,2 |
0,88 |
|
2 |
190,78 |
193,16 |
188,4 |
192,27 |
3,6 |
0,6 |
4,80 |
0,80 |
|
3 |
197,99 |
195,91 |
200,07 |
199,29 |
3,6 |
0,6 |
5,70 |
0,80 |
|
4 |
187,61 |
175,04 |
200,18 |
195,47 |
3,3 |
0,6 |
4,20 |
0,80 |
|
5 |
195,5 |
136,85 |
254,15 |
232,16 |
2,1 |
0,4 |
3,00 |
0,40 |
Табл.27б Выполнение расчета площади сечения арматуры(продолжение)
|
Тип фундамента |
(Pmax+P1)/2, кН |
(l- l k)2/8, м2 |
(b-bk)2/8, м2 |
h0, м |
Ra, кПа |
М1-1, кН*м |
Aa(1-1), м2 |
М4-4, кН*м |
Aa(4-4), м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
254,77 |
0,01 |
0 |
0,25 |
270000,00 |
2,54 |
0,00004 |
0 |
0 |
|
2 |
192,72 |
2,00 |
1,13 |
0,85 |
270000,00 |
1387,55 |
0,00672 |
1030,21 |
0,00499 |
|
3 |
199,68 |
3,00 |
1,13 |
0,85 |
270000,00 |
2157,44 |
0,01045 |
1269,61 |
0,00615 |
|
4 |
197,83 |
1,45 |
0,91 |
0,85 |
270000,00 |
943,33 |
0,00457 |
718,03 |
0,00348 |
|
5 |
243,16 |
0,85 |
0,36 |
0,55 |
270000,00 |
431,48 |
0,00323 |
211,87 |
0,00159 |
Площадь арматуры для сечений 1-1, 4-4 рассчитываем, принимая защитный
слой 50 мм. По площади сечения арматуры необходимо подобрать по сортаменту
арматуры (Методические указания по выполнению курсовой работы, приложение 3)
количество и диаметр стержней. Для фундаментов диаметр арматуры стержней
принимается не меньше 10 мм, шаг стержней - 20 см, крайних - 15 см. Произведем
подбор для 1,2,3,4-го типов фундамента по полученным расчетам.
Табл.28 Выполнение подбора арматуры
|
Тип фундамента |
b, м |
Кол-во стержней |
Aa(1-1), м2 |
Aa стержня, см2 |
Кол-во и диаметр стержней |
Aa по сортаменту, м2 |
l, м |
Кол-во стержней |
Aa(4-4), м2 |
Aa стержня, см2 |
Кол-во и диаметр стержней |
Aa по сортаменту, м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
10 |
0,00004 |
0,4 |
10ø10 |
0,000785 |
1,2 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
3,6 |
17 |
0,00672 |
3,95161 |
17ø25 |
0,00835 |
4,8 |
23 |
0,00499 |
2,16857 |
23ø16 |
0,00585 |
|
3 |
3,6 |
17 |
0,01045 |
6,1442 |
17ø28 |
0,01047 |
5,7 |
28 |
0,00615 |
2,19527 |
28ø18 |
0,00713 |
|
4 |
3,3 |
16 |
0,00457 |
2,85442 |
16ø20 |
0,00503 |
4,2 |
20 |
0,00348 |
1,73815 |
20ø16 |
0,00402 |
|
5 |
2,1 |
10 |
0,00324 |
3,24462 |
10ø22 |
0,0038 |
3 |
14 |
0,00159 |
1,13235 |
14ø14 |
0,00215 |
В сечениях по граням ступеней фундамента проверяем достаточность принятой
арматуры для сечений 2-2, 3-3, 5-5, 6-6, тоже принимая защитный слой 50 мм.
Табл.28а Выполнение проверки достаточности принятой арматуры для сечений 2-2 и 5-5
|
Тип фундамента |
РIIср, кН |
Pmax, кН |
Pmin, кН |
P2, кН |
b, м |
b2, м |
l, м |
l2, м |
|
2 |
190,78 |
193,16 |
188,4 |
192,57 |
3,6 |
2,4 |
4,80 |
3,60 |
|
3 |
197,99 |
195,91 |
200,07 |
199,55 |
3,6 |
2,4 |
5,70 |
4,50 |
|
4 |
187,61 |
175,04 |
200,18 |
197,04 |
3,3 |
2,1 |
4,20 |
3,00 |
|
5 |
195,5 |
136,85 |
254,15 |
244,38 |
2,1 |
1,5 |
3,00 |
2,40 |
Табл.28б Выполнение проверки достаточности принятой арматуры для сечений 2-2 и 5-5
|
Тип фундамента |
(Pmax+P2)/2, кН |
(l- l2)2/8, м2 |
(b-b2)2/8, м2 |
h0, м |
Ra, кПа |
М2-2, кН*м |
Aa(2-2), м2 |
М5-5, кН*м |
Aa(5-5), м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
192,87 |
0,18 |
0,18 |
0,55 |
270000,00 |
124,98 |
0,00094 |
164,83 |
|
|
3 |
199,81 |
0,18 |
0,18 |
0,55 |
270000,00 |
129,48 |
0,00097 |
203,14 |
0,00152 |
|
4 |
198,61 |
0,18 |
0,18 |
0,55 |
270000,00 |
117,97 |
0,00088 |
141,83 |
0,00106 |
|
5 |
249,27 |
0,05 |
0,05 |
0,25 |
270000,00 |
23,56 |
0,00039 |
26,39 |
0,00043 |