Как посчитать объем стакана фундамента

Содержание

Расчет стаканной части фундамента (подколонника)
Расчет фундамент стаканного типа под колонны.
Как посчитать объем фундамента стаканного типа
Расчет армирования столбчатого фундамента под колонну пример

Расчет стаканной части фундамента (подколонника)

В соответствии с конструктивными требованиями обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и анкеровки продольной арматуры колонн глубина стакана принимается равной 1000 мм (рис. 2.13), что удовлетворяет условиям: а) анкеровки арматуры мм; б) жесткого защемления колонн мм.

Необходимость армирования стаканной части определяется отношением толщины стенки к его глубине

следовательно, стенки необходимо армировать продольной и поперечной арматурой.

Площадь сечения продольной арматуры определяется из расчета на внецентренное сжатие коробчатого сечения на уровне дна стакана от комбинаций усилий, действующих в колонне по верхнему обрезу фундамента (сечение IV-IV).

Значения усилий в колонне приведены в табл. 2.3 и 2.8.

кН×м; кН; кН и от веса стены кН; кН×м.

Усилия на уровне дна стакана равны:

= –219,9 – 66,8·1,0 – 175,8 = –462,5 кН×м;

кН.

Эксцентриситет усилия относительно центра тяжести сечения (оси колонны)

м > м.

Значение изгибающего момента не корректируется.

Приводим коробчатое сечение стакана к двутавровому (рис. 2.14).

Н = 3060 кН > N = 1599,4 кН

выполняется, следовательно граница сжатой зоны проходит в полке и расчет выполняется для прямоугольного сечения шириной ; мм

Рис. 2.14. Расчетная схема стаканной части фундамента

По расчету арматура не требуется и назначается конструктивно. Принимаем минимальный процент армирования от площади поперечного сечения стакана

мм 2 .

Устанавливаем с каждой стороны сечения стакана по 6Æ12А300

мм 2 (табл. 7, прил. 4).

Поперечную арматуру определяем из расчета на изгибающий момент по наклонному сечению, проходящему через верхнее ребро стакана, и условную ось поворота колонны внизу.

Местоположение оси поворота определяется в зависимости от величины эксцентриситета от нагрузки по верхнему обрезу фундамента с учетом случайного эксцентриситета.

см 2 .

100 + 200 + 300 + 400 + 500 + 600 + 700 + 800 + 900 + 1000 =

Необходимое сечение одного стержня сетки

мм 2 .

Принимаем минимально допустимый диаметр стержня 8 мм с мм 2 .

Рис. 2.15. Расчетная схема и армирование стакана

Проверяем прочность стакана на местное сжатие при осевом положении силы кН.

Площадь смятия см 2 . Рабочая площадь см 2 .

Источник

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Определение нагрузок и усилий

За расчетный участок принимаем стену длиной L=6м, равную расстоянию между прогонами перекрытий. Нагрузку на 1 м длины стены от междуэтажных перекрытий собираем с площади

Нагрузка от покрытия (согласно таблице ) :

постоянная – нормативная g₁ n = 8557 Н/м 2 ,

расчетная g₁ = 9426 Н/м 2 ;

временная (снеговая) – кратковременная нормативная p n _1cd = 300Н/м 2 , длительная нормативная p n ₁_l_d = 700 Н/м 2 ;

расчетная кратковременная p_1cd = 390 Н/м 2

Нагрузка от междуэтажных перекрытий (согласно таблице ):

постоянная – нормативная g₂ n = 3606 Н/м 2 ,

расчетная g₂= 3976 Н/м 2 ;

временная-длительная нормативная p n ₂_l_d = 1400 Н/м 2 ,

кратковременная нормативная p n _2сd = 600 Н/м 2 ,

расчетная длительная p₂_l_d = 1820 Н/м 2

кратковременная p_2сd = 780 Н/м 2 .

Согласно расчету принимаем конструкцию стены:

кладка из силикатного кирпича толщиной 640 мм и штукатурка из цементно- песчаного раствора толщиной 20 мм(640+20+20)=680 мм = 0,68 м

1. Нагрузка от колонны:

2. Нагрузка от стены: стена от отметки ±0,0 до отметки 6,36 за вычетом оконных проемов

где, коэффициент k₀ учитывает количество оконных проемов в пределах этажа:

здесь А_0w — площадь оконного проема :

А_w — площадь простенка:

3. Вес оконного остекления на ℓ =1м, считая вес его около 500 Н/м 2 ,

4.Вес подземной части стены из крупных бетонных блоков

N₄ n = hHρ = 0,6*2,7*24000 = 38880 Н/м,

где в формулах плотность ρ- бетонных блоков дана в Н/ м 3

h- высота блока (ФБС 24.6.6т).

5.Подсчет суммарной нагрузки на 1 м стены:

где n_p = 1-число междуэтажных перекрытий:

здесь φ₁ = 0,95— для длительной нагрузки и φ₂ = 0,9 – для кратковременной нагрузки, так как учитываются две кратковременные нагрузки( согласно n.112. СНиП).

p₁ = 390*0,9+910*0,95=1215,5 Н/м 2 = 1,21 кН/м 2 ;

p₂ = 780*0,9+1820*0,95 = 2431 Н/м 2 = 2,43 кН/м 2 ;

Определения ширины подошвы фундаментных блоков

Принимаем расположение блоков в плане вплотную один к другому. Расчетное сопротивление грунта принимаем R₀ = 0,25 МПа.

При длине блока-L=1м, требуемая ширина – b с учетом γ_n = 0,95

γ_mf = 20 кН/м 3 = 0,02 Н/см 3 ;

d=2,7м=270 см глубина заложения фундамента

принимаем b=100 см, кратно 200 мм,

Расчет площади сечения арматуры ленточного фундамента

Прочность фундамента рассчитывают только в поперечном направлении. Изгибающий момент в консоли у грани стены от расчетных нагрузок

N = 160,7 кН/м; При осевом нагружении, площадь сечения арматуры определяют по изгибающему моменту в сечении у грани стены по формуле:

где с– вылет консоли, с= (b-0,6)/2=(1 -0,6)/2=0,2м=200см

p-давление грунта на единицу площади подошвы фундамента:

р= N γ_n / (L*b) = 145,3*0,95 / (1*1) =138кН/м²= 0,138мПа ;φ_b₂ =0,6 коэффицент учета всех нагрузок (для тяж. бетона=0,6 ). R_bt = 0,85МПа,назначаем окончательно h =10 см и h₀ =10-3,5=6,5 см.

Площадь сечения арматуры

As= M/ (0,9 h₀ Rs) = 2,76*10 5 / (0,9*6,5*280*100) = 1,82см 2 .

Принимаем рекомендуемый минимальный шаг стержней 200 мм, тогда по длине блока в 1 м укладывают 4 Ø 10 АII, As=3,14см 2 .

μ= (As / L*h₀ )*100 = 3,14*100/ 100*6,5 = 0,48% > μ _min = 0,1%.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Сечение колонн предварительно принимаем b_c * h_c = 400 * 400 мм.

Расчетная длина колоны в первом-втором этаже равна высоте этажа Ɩ₀ = H_f = 2,7 м, а для первого этажа с учетом некоторого защемления, колонны в фундаменте Ɩ₀ = 0,7 Н₁ =0,7 *2,7 = 1,89 м.

Собственный расчетный вес колонн на один этаж:

Собственный вес 2-х этажей = 11,8+20,2= 32 кН.

Рассчитать и спроектировать фундамент колонны среднего ряда сечением 40х40 см. Бетон фундамента — класса B15, с R_b = 8,5 МПа, R_bt = 0,75 МПа,

γ_b₂ =0,9. Рабочая арматура — класса A-III с R_s = 280 МПа; конструктивное армирование — арматура класса А-1.

Расчетные комбинации усилий в колонне у заделки в фундамент следующие:

Нормативная нагрузка N_n = N_l/γ_f m = 787/1,15 = 684кН, где γ_f m = 1,15 — усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента находят из расчета фундамента на изгиб:

М₁ = 0,125*R_s (a — h_c) 2 *b= 0,125 * 280*100 (150 — 40) *150 = 577 кН*м.

М₂ = 0,125*R_s (a — a₁) 2 *b = 0,125 * 280*100 (150 — 110) *150 = 210 кН*м.

Грунт основания — маловлажные пески плотности с R₀ = 0,3 МПа. Глубина заложения фундамента 2,86; масса единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах — γ_mt = 20 кН/м 3 .

Требуемая площадь подошвы фундамента

Размер стороны квадратной подошвы а =√ A_f _cal = √2,8 = 1,67м. Принимаем размер а = 1,5 м (кратный 0,3 м).

Давление на грунт

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

h₀ = (0,4 + 0,4) /4+0,5 √684/0,9*0,75*10 3 +350 = 0,61м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий : продавливания Н= 61+4 = 65 см; заделки колонный в фундаменте

Н = 1,5h_cal +25 = 1,5*40+25= 85 см; анкеровки продольной арматуры колонны Ø 28 А-III в бетоне колонны класса В20.

Н= 30d +25 = 30 * 2,8 + 25 = 109 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 110 см, h₀ = 110 — 4 =106 см; высоту каждой ступени принимаем по 30 см; толщину дна стакана 20+5=25см; высоту первой и второй ступеней по 35 см, третьей — 40 см.

Проверяем рабочую высоту нижней ступени фундамента h₀₁ = 30-4 = 26 см по условию прочности на поперечную силу без поперечного армирования в наклонном сечении:

Источник

Как посчитать объем фундамента стаканного типа

Расчет и конструирование фундамента

В курсовом проекте в качестве фундаментов под колонны предлагается запроектировать центрально-нагруженные столбчатые фундаменты стаканного типа. Фундаменты предлагается запроектировать монолитные из бетона класса В15, в качестве основной несущей арматуры необходимо применять арматуру А300 или А400 в зависимости от указанной в задании.

Так как фундаменты центрально-нагруженные, то их обычно изготавливают семеричными (подошва имеет квадратную в плане форму).

Количество ступеней (см. рисунок 2.5.1) назначают в зависимости от высоты фундамента h: при 450мм о .

Рисунок 2.5.1 – Фундаменты стаканного типа а) двухступенчатый, б) трехступенчатый

Глубину заложения фундамента в курсовом проекте условно назначена 1500мм. Вообще глубина заложения для Новосибирска назначается обычно ниже глубины промерзания грунта, равного 2,2м, но так как в проекте необходимо запроектировать фундамент под среднею колонну, то его глубину заложения можно назначать меньше. Расчетное сопротивление грунта R₀ – задано в задании.

Глубина стакана h_gl принимается равной , где b – размер сечения колонны. Толщина дна стакана принимается не менее 200мм во избежание ее продавливания в процессе монтажа колонны.

Минимальную площадь подошвы фундамента можно определить по формуле:

где N_n – нормативное значение усилия действующего от колонны на фундамент (приблизительно можно принять равным N_n=N/1,15) N – продольное усилие в колонне первого этажа,

– усредненный удельный вес фундамента и грунта на уступах фундамента равный 20кН/м 3 ,

Н₀ – глубина заложения фундамента (в курсовом проекте условно принято 1,5м).

Так как для центрально-нагруженных фундаментов предполагается квадратная подошва, тогда минимально допустимый размер фундамента b_ф можно определить как:

При этом размер подошвы фундамента назначают кратно 300мм. Площадь фундамента будет равняться

Минимальная высота всего фундамента под сборную колонну по конструктивным соображениям определяется как:

Минимальная высота фундамента из условия среза определяется как:

где N – расчетное усилие, действующее на фундамент от колонны,

— интенсивность давления грунта на подошву фундамента определяемая как ,

а – расстояние от грунта до равнодействующей в растянутой арматуре, принимается равной 30…60мм если выполняется подготовка под подошву фундамента и не менее 70мм в случае ее отсутствия.

Высоту фундамента h назначают как большую из и при этом она должна быть кратна 150мм.

Рабочая высота нижней ступени фундамента h_1,0 определяется из условия равновесия, где , — внешнее усилие в наиболее опасном сечении, — минимальное усилие воспринимаемое бетонным сечением без поперечного армирования. Разрешив это неравенство относительно , получим, что минимальная рабочая высота первой ступени должна быть:

Для определения площади сечения арматуры в нормальных сечениях I-I, II-II, III-III определяют расчетные моменты в этих сечениях как для консольной балки, от интенсивность давления грунта на подошву фундамента . Величина этих моментов равняется:

Требуемая площадь сечения арматуры определяется по приближенной формуле:

— для любого фундамента /2.5.10/

— для трехступенчатого фундамента /2.5.11/

— для двухступенчатого фундамента /2.5.12/

— для трехступенчатого фундамента /2.5.13/

Так как внутренние момент возникающий в подошве фундаменте определялся на всю ширину фундамента, то и требуемая площадь арматуры определяется на всю ширину фундамента. Требуемую площадь сечения одного стержня можно определить по формуле:

где s – шаг стержней в подошве фундамента, можно применять 100, 125, 150, 175 или 200мм.

По требуемому значению площади сечения одного стержня определяется необходимый диаметр рабочих стержней при назначенном шаге. При этом в связи с тем, что фундамент центрально нагружен стержни в продольном и поперечном направлении одинаковы.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Определение нагрузок и усилий

Нагрузка от покрытия (согласно таблице ) :

постоянная – нормативная g₁ n = 8557 Н/м 2 ,

расчетная g₁ = 9426 Н/м 2 ,

временная (снеговая) – кратковременная нормативная p n _1cd = 300Н/м 2 , длительная нормативная p n ₁_l_d = 700 Н/м 2 ,

расчетная кратковременная p_1cd = 390 Н/м 2

Нагрузка от междуэтажных перекрытий (согласно таблице ):

постоянная – нормативная g₂ n = 3606 Н/м 2 ,

расчетная g₂= 3976 Н/м 2 ,

временная-длительная нормативная p n ₂_l_d = 1400 Н/м 2 ,

кратковременная нормативная p n _2сd = 600 Н/м 2 ,

расчетная длительная p₂_l_d = 1820 Н/м 2

кратковременная p_2сd = 780 Н/м 2 .

Согласно расчету принимаем конструкцию стены:

1. Нагрузка от колонны:

2. Нагрузка от стены: стена от отметки ±0,0 до отметки 6,36 за вычетом оконных проемов

где, коэффициент k₀ учитывает количество оконных проемов в пределах этажа:

здесь А_0w — площадь оконного проема :

А_w — площадь простенка:

3. Вес оконного остекления на ℓ =1м, считая вес его около 500 Н/м 2 ,

4.Вес подземной части стены из крупных бетонных блоков

N₄ n = hHρ = 0,6*2,7*24000 = 38880 Н/м,

где в формулах плотность ρ- бетонных блоков дана в Н/ м 3

h- высота блока (ФБС 24.6.6т).

5.Подсчет суммарной нагрузки на 1 м стены:

где n_p = 1-число междуэтажных перекрытий:

p₁ = 390*0,9+910*0,95=1215,5 Н/м 2 = 1,21 кН/м 2 ,

p₂ = 780*0,9+1820*0,95 = 2431 Н/м 2 = 2,43 кН/м 2 ,

Определения ширины подошвы фундаментных блоков

При длине блока-L=1м, требуемая ширина – b с учетом γ_n = 0,95

γ_mf = 20 кН/м 3 = 0,02 Н/см 3 ,

d=2,7м=270 см глубина заложения фундамента

принимаем b=100 см, кратно 200 мм,

Расчет площади сечения арматуры ленточного фундамента

N = 160,7 кН/м, При осевом нагружении, площадь сечения арматуры определяют по изгибающему моменту в сечении у грани стены по формуле:

где с– вылет консоли, с= (b-0,6)/2=(1 -0,6)/2=0,2м=200см

р= N γ_n / (L*b) = 145,3*0,95 / (1*1) =138кН/м²= 0,138мПа ,φ_b₂ =0,6 коэффицент учета всех нагрузок (для тяж. бетона=0,6 ). R_bt = 0,85МПа,назначаем окончательно h =10 см и h₀ =10-3,5=6,5 см.

Площадь сечения арматуры

As= M/ (0,9 h₀ Rs) = 2,76*10 5 / (0,9*6,5*280*100) = 1,82см 2 .

Принимаем рекомендуемый минимальный шаг стержней 200 мм, тогда по длине блока в 1 м укладывают 4 Ø 10 АII, As=3,14см 2 .

μ= (As / L*h₀ )*100 = 3,14*100/ 100*6,5 = 0,48% > μ _min = 0,1%.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Сечение колонн предварительно принимаем b_c * h_c = 400 * 400 мм.

Собственный расчетный вес колонн на один этаж:

Собственный вес 2-х этажей = 11,8+20,2= 32 кН.

γ_b₂ =0,9. Рабочая арматура — класса A-III с R_s = 280 МПа, конструктивное армирование — арматура класса А-1.

Расчетные комбинации усилий в колонне у заделки в фундамент следующие:

Нормативная нагрузка N_n = N_l/γ_f m = 787/1,15 = 684кН, где γ_f m = 1,15 — усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента находят из расчета фундамента на изгиб:

М₁ = 0,125*R_s (a — h_c) 2 *b= 0,125 * 280*100 (150 — 40) *150 = 577 кН*м.

М₂ = 0,125*R_s (a — a₁) 2 *b = 0,125 * 280*100 (150 — 110) *150 = 210 кН*м.

Грунт основания — маловлажные пески плотности с R₀ = 0,3 МПа. Глубина заложения фундамента 2,86, масса единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах — γ_mt = 20 кН/м 3 .

Требуемая площадь подошвы фундамента

Размер стороны квадратной подошвы а =√ A_f _cal = √2,8 = 1,67м. Принимаем размер а = 1,5 м (кратный 0,3 м).

Давление на грунт

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

h₀ = (0,4 + 0,4) /4+0,5 √684/0,9*0,75*10 3 +350 = 0,61м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий : продавливания Н= 61+4 = 65 см, заделки колонный в фундаменте

Н = 1,5h_cal +25 = 1,5*40+25= 85 см, анкеровки продольной арматуры колонны Ø 28 А-III в бетоне колонны класса В20.

Н= 30d +25 = 30 * 2,8 + 25 = 109 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 110 см, h₀ = 110 — 4 =106 см, высоту каждой ступени принимаем по 30 см, толщину дна стакана 20+5=25см, высоту первой и второй ступеней по 35 см, третьей — 40 см.

Расчет армирования столбчатого фундамента под колонну пример

Расчет столбчатого фундамента под колонну

Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как центрально-загруженный.

7.1.Расчет подошвы столбчатого фундамента.

Усилия от нормативной нагрузки определяются приблизительно, путём деления расчётных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке:

γ_н=1.15 – средний коэффициент надежности по нагрузке,

7.2.Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента d определяется с учетом:

— конструктивных особенностей сооружения,

— глубины заложения соседних фундаментов и прокладки коммуникаций,

— рельефа, характера напластования и свойств грунтов,

— глубины сезонного промерзания грунтов.

7.3.Определение глубины сезонного промерзания:

d_fn=1,2 – нормативная глубина сезонного промерзания, м, к_n=0,6 – коэффициент характеризующий параметры эксплуатации здания.

Глубина фундамента должна быть больше 0.9м. Принимаю глубину заложения фундамента 1,5 м. Защитный слой бетона принимаю равным a₀=3,5 см, так как будет производиться подготовка по грунту, толщиной слоя 10 см

7.4.Определение ширины подошвы фундамента.

расчётное сопротивление грунта (принимается по СНиП МПа – пески пылеватые маловлажные плотные).

глубина заложения фундамента. м.

удельный вес грунта на обрезок фундамента. кН/м 3 .

7.5.Длина стороны фундамента

При центрально-загруженном фундаменте принимаем квадратную форму основания фундамента. Длина стороны фундамента:

Принимаем фундамент: 1,6´1,6 м и А_ф = 2,6 м 2

7.6.Давление на подошву грунта

Принимаем бетон В15 с прочностью на одноосное сжатие R_b = 8.7 МПа, нормативным сопротивление бетона при растяжении R_bt = 0.75 МПа и рабочую арматуру А-II с расчетным сопротивлением растяжению R_S = 280 МПа.

7.7.Полезная минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания его колонной при действии расчётной нагрузки:

7.8.Высота фундамента с учетом конструктивных требований

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh₁ = 20 см, h₂ = 20 см

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh₁ = 20 см, h₂ = 20 см.

Источник