8.2. Эскизное конструирование фундаментов

Размеры стакана в плане следует назначать из условия обеспечения зазоров между гранями колонны и стенками, равными 75 мм по верху и 50 мм по низу. Толщина стенок стакана для центрально нагруженных колонн принимается не менее 150 мм; размеры подколонника для монолитных фундаментов – кратными 300 мм, для сборных – 50 мм.

Количество ступеней принимается от 1 до 3, высота 300, реже 450 и 600 мм; вылет С – от 1 до 2 высот ступеней, а если ступеней несколько, их высоты считают одинаковыми; в случае необходимости применения ступеней с разными высотами более высокой проектируют нижнюю ступень. При разных вылетах ступеней больший назначают для нижней ступени.

Фундаменты проектируют жесткими или условно жесткими. Жесткие имеют подошву внутри усеченной пирамиды, образованной гранями, проведенными под углом 45 от сопряжения верхнего обреза фундамента с гранями колонны, т.е. при . Условно жесткие фундаменты имеют выход ступени за контур с вылетом не более , т.е. при , где - высота нижней ступени. Если указанные условия не удовлетворяются, следует увеличить высоту фундамента и, следовательно, глубину заложения.

При массе до 5-6 т применяются сборные фундаменты, а больше 6 т – монолитные. Сборные фундаменты имеют наклонные грани.

Класс бетона по прочности для сборных фундаментов В15, В20, В25, для монолитных – В12,5, В15, при соответствующем обосновании – В20.

Номенклатуру типовых сборных фундаментов под колонны многоэтажных зданий см. в прил. 5.

8.3. Расчет железобетонного фундамента

Расчет железобетонного центрально-нагруженного фундамента производится следующим образом: плиты на продавливание; на поперечную силу; на изгиб. Расчет низкого фундамента при стаканном сопряжении с колонной делают на продавливание колонной, а высокого – подколонником. К высоким относятся фундаменты, которые удовлетворяют условию

,

где - высота подколонника; - глубина стакана; - размеры сторон сечения подколонника и колонны.

Низкие фундаменты при расчете на продавливание должны удовлетворять условию: ,

где - продавливающая сила, ; (α принимается равным (1 – 0,4 ), но не более 0,85); - площадь боковой поверхности колонны в стакане; N – расчетная нагрузка в уровне верхнего обреза фундамента; - расчетное сопротивление бетона растяжению; , - рабочая высота пирамиды продавливания, равная расстояния от дна стакана до центра рабочей арматуры плиты, мм, ( – толщина дна стакана); .

Высокие фундаменты на продавливание подколонником проверяются по условию , где , - рабочая высота сечения, равна расстоянию от низа подколонника до центра рабочей арматуры. При необходимости производится проверка на продавливание нижней ступени.

Расчет плиты на поперечную силу производится при соотношении сторон подошвы b/l ≤ 0,5; для квадратного фундамента такой расчет не производится.

Расчет плиты на изгиб состоит из определения площади продольной арматуры в сечениях фундамента по граням ступеней и грани колонны по формуле ,

где , КПа – расчетное сопротивление рабочей арматуры класса А-III, КПа; ζ – коэффициент, определяемый по [1], при выполнении курсового проекта допускается ζ = 0,9; - рабочая высота сечения.

Момент в сечении определяется: ,

Где N – расчетная нагрузка в уровне верхнего обреза фундамента; – вылет консоли для каждого сечения.

Армирование подошвы выполняется по наибольшему значению сварными сетками С-1 с шагом рабочей арматуры 200 мм (рис. 14).

Рис. 14. Монолитный фундамент под колонну

При размерах фундамента b ≤ 3 м применяется одна сетка с рабочей арматурой в двух направлениях, при b > 3 м - четыре сетки, уложенные в два ряда. Минимальный диаметр рабочей арматуры принимается 10 мм вдоль стороны l ≤ 3 м и 12 мм при l > 3 м. Подколонник армируется конструктивно плоскими сетками или пространственным каркасом, диаметр вертикальной рабочей арматуры в сетке С-2 класса А-III 12 мм. Стакан армируется горизонтальными плоскими сетками С-3 со стержнями у наружных и внутренних поверхностей, диаметр арматуры не менее 8 мм.

Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подколонника должна быть не менее 30 мм; в подошве, при устройстве под ней бетонной подготовки а = 35 мм, при отсутствии – а = 70 мм.

Бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В10 устанавливается под монолитные фундаменты, под сборные – из песка или гравия.