Определение высоты фундамента

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) Продавливания

2) Заделки колонны в фундаменте:

3) Анкеровки сжатой арматуры

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением на бетон, определяется по формуле:

где и – соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (в нашем случае для арматуры Ø40 .

–расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки

;

где η₁ – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля η₁ = 2,5;

η₂ –коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

1,0 – при диаметре продольной арматуры

0,9 – при

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:

где и – площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (для нашего случая ;

 – коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Для сжатых стержней периодического профиля . Тогда:

Кроме того, согласно требованиям СП 52-101-2003, фактическую длину анкеровки необходимо принимать

.

Из четырех величин принимаем максимальную длину анкеровки, т.е.

Следовательно, из условия анкеровки арматуры

Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 150 см с высотой ступеней 50см. При этом ширина первой ступени а₁ = 1,5м, а второй а₂ =2,7 м.

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней ступени h₀₃= 50 – 5 = 45 см

условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b = 100 см) должно выполняться условие:

Поперечная сила от давления грунта:

где а – размер подошвы фундамента;

h₀₃– рабочая высота нижней ступени фундамента: h₀₃=50-5=45 см;

р – давление на грунт от расчётной нагрузки (на единицу длины).

Расчет на продавливание

Проверяем нижнюю ступень фундамента на прочность против продавливания.

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производится из условия:

где F_b,ult– предельноеусилие, воспринимаемое бетоном.

где F − продавливающая сила, принимаемая равной продольной силе в колонне подвального этажа на уровне обреза фундамента за вычетом нагрузки, создаваемой реактивным отпором грунта, приложенным к подошве фундамента в пределах площади с размерами, превышающими размер площадки опирания (в данном случае второй ступени фундаментаa₂× a₂=2,7×2,7 м) на величину h₀во всех направлениях;A_b– площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h₀от границы площади приложения силы N с рабочей высотой сечения h₀. В нашем случае h₀= h₀₃= 0,45 м.

Площадь A_bопределяется по формуле:

где U – периметр контура расчетного сечения

Площадь расчётного поперечного сечения:

Продавливающая сила равна:

где p =261,97кН/м², − реактивный отпор грунта,

A₁− площадь основания продавливаемого фрагмента нижней ступени фундамента в пределах контура расчётного поперечного сечения, равная:

т.е. прочность нижней ступени фундамента против продавливания обеспечена.