3. Расчёт фундамента под колонну

Исходные данные:

Рассчитать и законструировать столбчатый сборный фундамент под колонну среднего ряда. Бетон класса С¹⁶/₂₀ рабочая арматура класса S400.

Таблица 8. Исходные данные

Район строительства:	г. Могилёв
Сечение колонны:	400 мм x 400 мм
Основание:	супеси, e=0,55
Отметка земли у здания:	-0,150 м
Усреднённый вес еди-ницыобьёма материала фундамента и грунта на его свесах:	γср = 20 кН/м3
Расчётная нагрузка от фундамента:	принимаем из расчета колонны – Nsd =1617,43 кН

Расчет фундамента под колонну Определяем глубину заложения фундамента из условия длины колонны:

D_ф1=1100+450=1550 мм = 1,55 м.

Определяем глубину заложения фундамента из условий заложения грунта:

Рис 15 - Определение глубины заложения фундамента

По схематической карте нормативной глубины промерзания грунтов для г. Минск определяем глубину промерзания – 1,1 м.

D_ф2=150+1100+100=1350 мм < 1550 мм.

Следовательно, при глубине заложения фундамента D_ф2=1250 мм он устанавливается на талый грунт.

Окончательно принимаем глубину заложения фундамента

D_ф= D_ф1=1550 мм.

Расчёт основания

Определяем нагрузку на фундамент без учета веса грунта на нем.

Расчетная нагрузка N_sd =1617,43 кН

Нормативная нагрузка:

N_sd,n = = = 1198,09 кН

где:γ_f = 1,35 - усредненный коэффициент безопасности по нагрузке.

Расчётные данные:

- Расчетное сопротивление грунта R₀= 500 кПа;

- Нормативное удельное сцепление грунта C_n= 2 кПа;

- Угол внутреннего трения = 38°;

- Расчетное сопротивление бетона класса С¹⁶/₂₀ при сжатии:

f_cd = = = 10,66 МПа;

- Расчетное сопротивление бетона класса С¹⁶/₂₀ при растяжении:

f_ctd = = = 1,27 МПа;

- Расчетное сопротивление арматуры класса S400 f_yd = 367 МПа.

Определяем предварительные размеры подошвы фундамента:

A = = = 2,55 м² Тогда размер стороны квадратной подошвы фундамента:

b = √A = √2,55 = 1,59 м.

Вносим поправку на ширину подошвы и на глубину заложения фундамента.

При D_ф< 2м.

R = R₀⋅[ 1 + k₁⋅ ] ⋅

где: b₀ = 1 м; d₀ = 2 м; k₁ – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных супесей - k₁= 0,125.

k₁= 0,05 - для супеси.

R = 500⋅[1+0,125⋅ ]⋅ = 482,02 МПа.

Определяем окончательные размеры подошвы фундамента с учетом поправки:

A = = = 2,65 м²

Тогда размер стороны квадратной подошвы фундамента:

b = √A = √2,65 = 1,62 м.

Окончательно принимаем: b = 1,8 м (кратно 0,3 м).

Определяем среднее давление под подошвой фундамента от действующей нагрузки:

Р_ср = + γ_cр⋅D_ф = +20⋅1,55= 400,78 кПа.

Определяем расчётное сопротивление грунта:

R= [M_γ⋅k_z⋅b⋅γ_II+M_q⋅D_ф⋅γ^’_II+M_c⋅C_n] ;

где:

γ_c1= 1,4; 1,5 – 1,4 γ_{c2 =} 1,4 – ⋅1,8=1,26

γ_c2=1,26; 3,3 – γ_c2

M_γ= 2,11; 4 – 1,2

M_q= 9,44;

M_c= 10,80;

k - коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, и k = 1.1, если они приняты по таблицам; k = 1,1;

k_z= 1 при b < 10 м;

γ^’_II = γ_II = 18 кН/м³– удельный вес грунта соответственно ниже и выше подошвы фундамента.

R = = 565,34>400,78кПа

Следовательно, расчёт по II группе предельных состояний можно не производить.