Нагрузка от собственного веса железобетонной колонны:

Nпколонны = b · h · H · γж.б.=0,4·0,4·8,6·25=34,4кН

Нагрузка от собственного веса ригелей:

На колонну передается нагрузка с половины ригеля в осях А-Б и с половины ригеля в осях Б-В на перекрытии подвала, первого этажа и второго этажа.

Всего на колонну передается нагрузка от 3-х ригелей:

Принимаем сечение ригеля b*h = 550 х 450 мм, ригели выполнены из железобетона, плотностью р = 2500 кг/см3 (удельный вес γ = 25 кН/м ). Длина ригеля l = 5660мм=5,66м

Nпригеля = b · h · l · γ = 0,55· 0,45·5,66 ·25=35,02КН

Нагрузка на фундамент:

N = qпокрытия ·Агр+ 2 ·qперекрытия ·Агр + 3 · Nригеля + Nколонны =

= 6,95·36+2·6,71·36+3·35,02+34,4=872,78 кН.

2.2.2 Расчёт фундамента под колонну

2.2.2.1 Исходные данные

Грунт основания:

0,33 МПа - расчётное сопротивление грунта.

Бетон тяжёлый класса В25

1,05 МПа.

Арматура класса А-III.

365 МПа.

20 кН/м3 -вес единицы объёма бетона фундамента и грунта на его обрезах.

90 см -высота фундамента.

305 см.

872,78 кН -расчётное усилие, передающееся с колонны на фундамент.

1,15 -усреднённое значение коэффициента надёжности по нагрузке.

Усилие, действующее на фундамент:

872,78/1,15=758,94кН.

2.2.2.2 Определение размера стороны подошвы фундамента

Определим площадь подошвы центрально загруженного фундамента:

758,94/(330-20*3,05)=2,82м^2.

Размер стороны квадратной подошвы:

2,82^0,5=1,68м.

Принимаем: 1,8 м (кратно 0,3м).

Давление на грунт от расчётной нагрузки:

872,78/(1,8*1,8)=269,4кН/м^2.

2.2.2.3 Определение высоты фундамента

Рабочая высота из условия продавливания по подколоннику:

-

0,25*(0,6+0,9)+0,5*(872,78/(0,9*1050+269,4))^0,5=0,05м.

где

0,6 м; 0,9 м -размеры подколонника; 0,9.

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) Продавливания

0,05+0,04=0,09м=9см

высота части фундамента под подколонником

2) заделки колонны в фундаменте

1,5*40+25=85см.

где 40 см - сечение колонны.

3) анкеровки сжатой арматуры.

16*2,5+25=65см.

где 2,5 см - диаметр сжатой арматуры.

Принимаем полную высоту фундамента: 30+60=90см.

где 30 см - высота монолитной части под подколонником; 60 см -высота подколонника.

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней части (нижней ступени)

30-4=26см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=100см) должно выполняться условие:

Поперечная сила от давления грунта в сечении по грани подколонника:

0,5*(1,8-0,9-2*0,26)*269,4=51,2кН.

где 1,8 м -размер подошвы фундамента; 0,9 м - размер подколонника; 0,26 м -рабочая высота плиты фундамента; 269,4 кН/м2.

Поперечная сила, воспринимаемая нижней ступенью фундамента без поперечного армирования:

2*0,26*(0,9*1050*269,4)^0,5=262,4кН.

51,2кН<262,4кН,

условие прочности удовлетворяется.

2.2.2.4 Расчёт на продавливание

Проверяем монолитную часть или нижнюю ступень монолитной части на прочность против продавливания:

,

где 1,05 МПа -расчётное сопротивление бетона осевому растяжению.

-среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах полезной высоты.

2*(0,9+0,9+2*0,26)=4,64м.

0,26 м -рабочая высота нижней части (ступени) фундамента.

Продавливающая сила:

872,78-2,02*269,4=328,6кН.

(0,9+2*0,26)*(0,9+2*0,26)=2,02м^2.

0,9*1050*0,26*4,64=1140кН.

328,6кН<1140кН

условие прочности нижней части фундамента обеспечено.

2.2.2.5 Определение площади арматуры фундамента

Расчётная схема нижней части фундамента принимается в виде консоли с равномерно распределённой нагрузкой, равной давлению на грунт.

Расчётный изгибающий момент по грани подколонника определим по формуле:

0,125*269,4*(1,8-0,9)^2*1,8=49,1кН*м.

Определим площадь сечения арматуры:

4910000/(0,9*26*36500)=5,75см^2

Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней:

5,03 см^2. 10Ø8А-III

5,03*100/(180*26)=0,11%, 0,05%