Пример расчета изолированного основания и таблица Excel - Строительство и ремонт

Пример проектирования изолированного основания с пошаговой процедурой и лист Excel (электронная таблица) для простого и быстрого расчета.

Изучение проектирования на примерах всегда является лучшим методом обучения. Ниже рассматривается пошаговая процедура структурного проектирования изолированного основания:

Пример проектирования изолированного основания:

Давайте рассмотрим изолированное основание для колонны RCC размером 450 мм x 450 мм. Нагрузки от этой колонны на фундамент следующие:
Вертикальная нагрузка: 1000 кН
Одноосный момент: 100 кНм
Безопасная несущая способность (SBC) грунта составляет 300 кН/м2. Марка используемого бетона – M30, марка стали – Fe415.

Пошаговая процедура проектирования изолированного основания:

Шаг -1: Определение размеров основания:
Нагрузка на фундамент складывается из нагрузки от колонны, собственного веса фундамента и веса грунта над фундаментом. Для простоты, собственный вес основания и вес грунта на основании считается равным 10-15% от вертикальной нагрузки.
Нагрузка на колонну = 1000 кН
Дополнительная нагрузка в 10% от нагрузки из-за собственного веса грунта = 1000 x 10% = 100 кН.
Таким образом, общая нагрузка P = 1100 кН.
Размер проектируемого основания может быть квадратным, прямоугольным или круглым в плане. Здесь мы будем рассматривать квадратный изолированный фундамент.
Поэтому длина подножия (L) = ширина подножия (B).
Следовательно, требуемая площадь основания =
= 1100/300 = 3.67 m2
Обеспечим длину и ширину подножия = 2м
Площадь основания = 2 x 2 = 4м2
Теперь давление на изолированное основание рассчитывается как

При расчете pmax = 325 кН/м2

pmin = 175 кН/м2

Но pmax больше, чем SBC грунта, поэтому нам нужно пересмотреть размер фундамента так, чтобы Pmax был ниже 300 кН/м2.
Рассмотрим ширину и длину фундамента = L =B =2,25 м.
Теперь, pmax = 250,21 кН/м2 (<300 кН/м2 -> ОК)
и pmin = 144,86 кН/м2 > 0 (ОК)
Следовательно, фактическое восходящее давление грунта = pumax = 375,315 кН/м2
pumin = 217,29 кН/м2
Далее, среднее давление в центре фундамента определяется Pu,avg= 296,3 кН/м2
и, фактированная нагрузка, Pu= 1500 кН, фактированный одноосный момент, Mu= 150 кН-м.
Шаг 2: Двусторонний сдвиг
Предположим равномерную общую толщину фундамента, D =500 мм.
Предполагая диаметр прутков 16 мм для основной стали, эффективная глубина фундамента ‘d’ составляет
d = 500 – 50 – 8 = 452 мм
Критическое сечение для двухстороннего сдвига или пробивного сдвига происходит на расстоянии d/2 от торца колонны (рис. 1), где a и b – размеры колонны.

Критическое сечение для двустороннего сдвига (пробивного сдвига)
Следовательно, площадь пробивки основания = (a + d)2 = (0,45 + 0,442)2 = 0,796 м2
где a = b = сторона колонны
Сдвигающее усилие при продавливании = Фактурная нагрузка – (Фактурное среднее давление х площадь продавливания основания)

= 1500 – (296.3 x 0.0.796)

= 1264,245 кН

Периметр вдоль критического сечения = 4 (a+d) = 4 (450+ 442) = 3568 мм
Таким образом, номинальное напряжение сдвига при пробивке или напряжение сдвига при пробивке рассчитывается следующим образом:

= 1264,245 x 1000/(3568×442) = 0,802 Н/мм2

Допустимое напряжение сдвига =

где = 1,369 Н/мм2

= =1

поэтому допустимое напряжение сдвига = 1×1,369 = 1,369 Н/мм2
Поскольку напряжение сдвига при пробивке (0,802 Н/мм2) меньше допустимого напряжения сдвига (1,369 Н/мм2), предполагаемая толщина достаточна для сопротивления усилию сдвига при пробивке. Следовательно, предполагаемая толщина фундамента D = 500 мм является достаточной. Обратите внимание, что существует большая разница между допустимыми и фактическими значениями напряжения сдвига, поэтому глубина фундамента может быть пересмотрена и уменьшена. Для нашего примера мы будем продолжать использовать D = 500 мм.
Шаг 3: Проектирование на изгиб:
Критическое сечение для изгиба происходит на торце колонны (рис. 2).

Рис. 2 Критическое сечение для изгиба

Выступ подножия за пределы грани колонны рассматривается как консольная плита, подверженная фактическому восходящему давлению грунта.
Факторизованное максимальное восходящее давление грунта, pu,max= 375,315 кН/м2
Фактированное восходящее давление грунта на критическом участке, pu= 312,1 кН/м2
Выступ подножия за грани колонны, l = (2250 – 450)/2 = 900 мм
Изгибающий момент на критическом участке в фундаменте определяется следующим образом:
Mu = Полная сила X Расстояние от критического сечения
Учитывая равномерное давление грунта 375,315, Mu = 180 кН/м2

0.92

из СП 16, процент армирования может быть найден для бетона M30, стали fe415 для вышеуказанных условий pt = 0,265%

Ast = pt x bxd

учитывая ширину фундамента 1 м, требуемая Ast = 1171,1 мм2 / м ширины.
Поставьте пруток диаметром 16 мм с шириной 140 мм.
Повторите это упражнение и для других направлений. Поскольку предполагается равномерное давление на основание, и это квадратное основание, Mu и Ast для других направлений будут одинаковыми.
Шаг 4: Проверка на односторонний сдвиг:
Критический участок для одностороннего сдвига находится на расстоянии ‘d’ от торца колонны.
Факторное восходящее давление грунта на критическом участке, pu= 375,315 кН/м2
Для консольной плиты общая сдвигающая сила вдоль критического сечения с учетом всей ширины B равна

Vu = Полная сила X (l – d) X B

= 375,315 X (0,9 – 0,442) X 2 = 343,8 кН

Номинальное напряжение сдвига = Vu/(Bxd) = 0,346 Н/мм2

Для pt = 0,265 и M30, допустимая сдвигающая сила из таблицы – 19, IS456 больше, чем 0,346 Н/мм2.
Следовательно, фундамент безопасен при одностороннем сдвиге.
Шаг 5: Проверка длины разработки
Арматура должна иметь достаточную длину развития от критического сечения.
Здесь критическое сечение, рассматриваемое для Ld, является сечением изгиба.
Длина развития для стержней диаметром 16 мм определяется следующим образом
Ld= 47xдиаметр стержня = 47 x 16 = 752 мм.
При условии бокового покрытия 60 мм общая длина, доступная из критической секции, составляет
0,5x( L – a) – 60 = 0,5x(2250 – 450) – 60 = 840 > Ld, Следовательно, O.K.

Читайте далее:

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-11\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-11\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337936] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-10\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-10\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337935] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-9\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-9\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337934] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-8\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-8\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337933] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-7\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-7\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337932] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-6\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-6\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337931] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-5\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-5\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337930] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-4\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-4\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337940] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-3\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-3\",\"type\": \"feed\"})})<\/scr"+"ipt>"; -->