Как правильно определить объем бетона для фундамента стаканного типа

Объем бетона фундамента стаканного типа можно определить, используя формулу для вычисления объема цилиндра, так как данный тип фундамента имеет круглую форму с коническим или прямым основанием. Для расчета объема необходимо знать высоту фундамента и радиус основания, после чего применяется формула V = πr²h, где V – объем, r – радиус, а h – высота фундамента.

Если фундамент имеет особую форму, необходимо разбить его на более простые геометрические фигуры и вычислить объем каждой из них по отдельности, затем сложить полученные значения. Этот подход позволяет точно определить количество бетона, необходимое для устройства фундамента, и избежать недостатка или излишков материала.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны

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 2ld = 1400 Н/м 2 ,

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

расчетная длительная p2ld = 1820 Н/м 2

кратковременная p2сd = 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

N2 n = h*ρ*H*(1-k0) = 0,68*18000*6,36* 0,32= 24910Н/м

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

здесь А0w — площадь оконного проема:

Аw — площадь простенка:

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

N3 n = ℓ*H *k0 *500 = 1*6,36*0,68*500 = 2162 Н/м;

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 np = 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).

N=(9,426+3,976*1+1,21+2,43*1)*2,9+24,4*1,1+24,910*1,1+2,162*1,1+38,88*1,1=145,3 кН/м

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 γn = 0,95

b = N n * γn / (100*(R0 — γmf*d)) = 132900*0,95/(100*(25-0,02*270))= 64,41см, где

γmf = 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:

М= р*с²/2=138*0,2²/2 =2,765кН/м,

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 γn / (L*b) = 145,3*0,95 / (1*1) =138кН/м²= 0,138мПаo=0,25мПа

Минимальная рабочая высота фундаментного блока

h = с*р/(φb2*Rbt* γb2* L)= 0,2(100) *2300/ (0,6*0,85*(100) *0,9*100)= 18400/ 3780 = 10,02 см,

где p= 2300Н/см² ;φb2 =0,6 коэффицент учета всех нагрузок (для тяж. бетона=0,6). Rbt = 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 bc * hc = 400 * 400 мм.

Расчетная длина колоны в первом-втором этаже равна высоте этажа Ɩ0 = Hf = 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 Rb = 8,5 МПа, Rbt = 0,75 МПа,

γb2 =0,9. Рабочая арматура — класса A-III с Rs = 280 МПа; конструктивное армирование — арматура класса А-1.

Расчетные комбинации усилий в колонне у заделки в фундамент следующие:

1) N1 = Gc1 =20,2 кН, М1 = 577 кН*м, эксцентриситет е = М/N = 28,6 см;

2) N2 = Gc2 =11,8 кН, М2 = 210 кН*м, эксцентриситет е = М/N = 17,8 см;

Нормативная нагрузка Nn = Nl/γf m = 787/1,15 = 684 кН, где γf m = 1,15 — усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

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

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

М2 = 0,125*Rs (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 — γmt = 20 кН/м 3 .

Требуемая площадь подошвы фундамента

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

Давление на грунт

ρ`s = N/A = 787/1,5*1,5 = 350 кН/м 2 = 35Н/см 2 ;

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 = 1,5hcal +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:

Условия прочности удовлетворяются.

Расчет и проектирование фундамента стаканного типа

Фундамент стаканного типа обеспечивает жесткое защемление сборной колонны. Жесткое сопряжение колонны с фундаментом обеспечивает общую пространственную жесткость рамных конструкций.

На фундамент действует вертикальная сила, момент и горизонтальная (поперечная) сила, передаваемые от стоек в месте сопряжения с фундаментом. В большинстве случаев фундамент колонн каркасов зданий делают ступенчатыми и с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента. Фундаменты считают абсолютно жестким, а давление на грунт условно принимают меняющимся по линейному закону.

Назначаем глубину заложения фундамента:

Назначаю размеры плиты фундамента: aф = 4,2 м, bф = 2,5 м.

Тогда площадь фундамента:

Момент сопротивления сечения:

Определяем высоту фундамента:

Вычислим напряжения р по контакту фундамента и грунта и определим

Эксцентриситет для веса стены:

Тогда усилия в фундаменте:

II комбинация загружения:

Усилия в фундаменте:

Расчет по I комбинации:

Расчет по II комбинации:

Напряжения должны удовлетворять следующим критериям:

Расчет прочности фундамента

Определяем давление по подошве фундамента от расчетных усилий но без учета веса фундамента и грунта на уступах фундамента. Приводим все силы к центру подошвы фундамента.

Расчет по I комбинации:

Расчет по II комбинации:

Схема для определения поперечных сил, изгибающих моментов и площади арматуры:

Проверяем достаточность размеров, т.к. может произойти разрушение по наклонным сечениям от действия поперечных сил.

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 2-2:

Тогда, Мв = 1,51,451,04 2 75 = 176,44 тсм;

Т.о. при принятых размерах прочность фундамента по наклонным сечениям обеспечена без установки поперечной арматуры.

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 3-3:

Мв = 1,51,451,04 2 75 = 176,44 тсм;

Т.о. при принятых размерах прочность фундамента по наклонным сечениям обеспечена без установки поперечной арматуры.

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Принимаем нижнюю арматуру 9Ш18 с шагом 300 мм .

Верхняя арматура 15Ш10 с шагом 300 мм

Армирование фундамента:

Фундаменты под колонны сечением 300х300, 400х400 и 500х500 мм

Снижение цен на ЖБИ для дорожного строительства и водоотводных сооружений на 25-40%

Фундаменты под колонны сечением 300х300, 400х400 и 500х500 мм

Стаканного типа ГОСТ 24476-80 (серия 1.020)

Как выглядит стакан? В сборный фундамент входят:

1. основание (квадратная плита), которое в народе называют "подошвой", а всю конструкцию — "башмаком"
2. подколонник (стакан)

Фундаменты железобетонные сборные стаканного типа с сечением 300х300, 400х400 и 500х500 мм под колонны соответствующих сечений ГОСТ 24022-80

Фундаменты железобетонные сборные стаканного типа с сечением 300х300, 400х400 и 500х500 мм под колонны соответствующих сечений ГОСТ 24476:

При производстве сборных фундаментов используется тяжелый бетон М-200 и М-300. Для того чтобы фундамент выдерживал высокие нагрузки его упрочнение достигается пространственными каркасами и сетками, выполненными из высокопрочной стали А-I, A-III и проволоки Вр-I

Достоинства фундамента стаканного типа

1. высокое качество (изготовление в заводских условиях с применением тяжелого бетона высоких марок и высокачественной стали)
2. простота монтажа

Монтаж пошагово.

1. Подготовка поверхности, грунт необходимо выровнять, если площадка неровная, необходимо сделать подушку из песка или щебня и тщательно утрамбовать
2. При проведении разметки осей такого основания на обноске закрепляют проволоку и протягивают ее в направлении буквенных и перпендикулярно находящихся к ним цифровых осей. На их пересечениях подвешивают отвес, далее центр фундамента переносят на подготовленное основание.
3. Проводят нанесение контуров по шаблону и обозначают их колышками. После выполнения подготовительных работ выкапывают ямы в соответствующих местах и уплотняют их дно песком и щебнем.
4. Установка стаканного основания при помощи подъемного крана. При их укладке необходима точность. Все элементы и поверхность должны быть горизонтальными. Для проверки используют строительный уровень или нивелир.
5. Размещение колонны (требуется подъемный кран) и ее фиксация в "башмаке". Во время установки "башмака" следует следить, чтобы оси на подошве и стакане совпадали с разбивочными осями.