Определение площади подошвы фундамента

• Расчёт по несущей способности основания выполняется на действие нормативных нагрузок с учётом веса фундамента и грунта на его уступах. Расчёт производится из условия, что давление под подошвой фундамента p_n не должно превышать расчётное сопротивление грунта основания R₀:

.

• Тогда требуемая площадь подошвы фундамента:

.

• Необходимый размер стороны подошвы квадратного в плане фундамента:

, принимаем a_f = 3,8 м = 3800 мм (кратно 100 мм).

• Фактическая площадь подошвы фундамента: A_f = 380² = 144 400 см².

• Расчёт по несущей способности конструкции самого фундамента выполняется на действие расчётных нагрузок без учёта веса фундамента и грунта на его уступах. Напряжения под подошвой фундамента в этом случае:

.

Определение основных размеров фундамента

• Высота фундамента h_f = 1,15 м > 0,90 м, поэтому проектируем фундамент трёхступенчатым. Размеры ступеней назначаются таким образом, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведённую под углом 45 к грани колонны на уровне верха фундамента (рис. 6.1). Указанная прямая определяет границы так называемой пирамиды продавливания.

Рис. 6.1. Основные размеры отдельного фундамента под колонну.

Определение высоты ступеней

• Высота ступеней назначается кратной 50 мм. Принимаем высоту первой (нижней) и второй (средней) ступеней h₁ = h₂ = 350 мм, а третьей (верхней) ступени h₃ = 450 мм.

• Принимаем расстояние от нижней грани фундамента до центра тяжести растянутой арматуры подошвы а = 5 см, тогда рабочая высота фундамента:

h₀ = h_f – a = 115 – 5 = 110 см.

• Рабочая высота первой и второй ступеней:

h_0,1 = h₁ – a = 35 – 5 = 30 см; h_0,2 = h₁ + h₂ – a = 35 + 35 – 5 = 65 см.

Определение глубины заделки колонны в фундаменте

• Сборные колонны соединяют с фундаментами путём их заделки в специальные гнёзда (стаканы), оставляемые в фундаментах при бетонировании.

• Глубина заделки колонны в фундаменте H_an должна быть не менее:

H_an  1,4h_k = 1,4450 = 630 мм; H_an  25D = 2536 = 900 мм;

здесь D – диаметр продольной арматуры колонны; при классе бетона фундамента ниже В25 требуется H_an  30D.

• Принимаем H_an = 900 мм, предусматриваем зазор между нижней гранью колонны и дном стакана  = 50 мм, тогда глубина стакана: H_g = H_an +  = 900 + 50 = 950 мм.

• Толщина дна стакана должна быть не менее 200 мм:

t_g = h_f – H_g = 1150 – 950 = 200 мм = t_g,min = 200 мм. Условие выполняется.

Определение размеров ступеней в плане

• Определяем минимальные размеры ступеней из условия работы фундамента на продавливание:

a₂  h_k + 2h₃ = 450 + 2450 = 1350 мм;

a₁  h_k + 2(h₂ + h₃) = 450 + 2(350 + 450) = 2050 мм.

• Назначаем ширину выноса b₀ всех ступеней примерно одинаковой:

b₀ = (a_f – h_k)/6 = (3800 – 450)/6 = 558 мм, принимаем ориентировочно b₀ = 555 мм.

• Тогда ширина верхней и средней ступени составит:

a₂ = h_k + 2b₀ = 450 + 2555 = 1560 мм > 1350 мм;

a₁ = h_k + 4b₀ = 450 + 4555 = 2670 мм > 2050 мм.

• Консольные вылеты ступеней:

l₁ = (a_f – a₁)/2 = (3800 – 2670)/2 = 565 мм;

l₂ = (a_f – a₂)/2 = (3800 – 1560)/2 = 1120 мм;

l₃ = (a_f – h_k)/2 = (3800 – 450)/2 = 1675 мм.

• Назначаем зазоры между стенками стакана и гранями колонны: поверху  = 75 мм, понизу  = 50 мм.