5. Расчет и конструирование фундамента

5.1. Данные для расчета

• Расчетное сопротивление грунта R₀ = 250 кН/м²;

• Глубина заложения фундамента d = 1,4 м;

• Бетон фундамента класса В12,5;

• Арматура сеток из стали класса А 400.

• Обрез на отметки фундамента -0,35м

• Средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем γ_m=20кН/м³

• Rb=1,1·7,5=8,25МПа

• Rbt=1,1·0,66=0,726МПа

На фундаменте в уровне его обреза передаются от колонны следующие усилия

Усилия:

	M	N	Q
Mmax γf =1	212,22	1004,73	11,69
γf>1	275,7	1477,15	21,38
Nmax γf =1	54,79	1733,51	4,83
γf>1	240,31	2022,6	14,87

5.2.Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений

Примем соотношением сторон m=b/l=0,85 и предварительно установим размеры меньшей стороны как для центрально нагруженного фундамента

_{Размер большой стороны l=b/m=2,79/0,85 = 3,28 м.}

_{Принимаем размеры bxl=3x3,5. Тогда площадь А=3·3,5 = 10,5 м}²_{; W=bl}²_/6=3·3,5²_{/6=6,13 м}³_.

Проверяется наибольшее p_n.max и наименьшее p_n.min краевые давления и среднее p_nm

Давление под подошвой. Принятые размеры подошвы должны обеспечивать выполнение следующих условий:

p_n.max<1,2R; p_n.min>0; p_nm<R

давление на грунт определяется с учетом веса фундамента и грунта на нем по формуле;

Комбинации Mmax γ_f =1

Nmax γf =1
pmax	201,05	<	300
pmin	185,15	>	0
pnm	193,1	<	250

_{В обеих комбинациях давление pn не превышают допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны.}

_{Для расчета фундамента по прочности нужна также величины давления на грунт от нагрузок при коэффициенте γf>1, но без учета веса фундамента и грунта на нем вычислим эти давления по формуле.}

Комбинации Mmax γ_f>1

Nmax γf >1
pmax	256,8	<	300
pmin	184,46	>	0
pnm	220,63	<	250

Проверим достаточность пинятой высоты фундамента из условия продавливания от грани колонны, полагая, что фундамент состоит только из плитной части:

что меньше принятой рабочей высоты h_0,pl = 1,25 – 0,05 = 1,2 м.

Принимаем трёх ступенчатый фундамент с высотой ступеней: h₁ = h₂ = 350 мм;

h₃ = 550 мм. Выносы нижней и второй ступеней принимаем равными с₁ = с₂ =

350 мм в обоих направлениях, тогда размеры в плане второй и третьей ступеней:

Толщина стенок стакана t₁ = 375 мм; t₂ = 400 мм. Глубина стакана h_d = 0,95 м; размеры дна стакана b_h = b_c +2·0,05 = 0,6 м; h_h = 1,2 + 0,05 = 1,3 м.

Рис.1. Конструкция монолитного фундамента с подколонником под сборную колонну

Проверка высоты нижней ступени. Проверим нижнюю ступень рабочей высотой h₀₁ = h₁ – a =350 – 50 = 300 мм на продавливание из условия:

При b – b₁ = 3 – 2,3 = 0,7 > 2h₀₁ = 2·0,3 = 0,6 м площадь

средняя линия b_m = b₁ + h₀₁ = 2,3 + 0,3 =2,6 м

Продавливающая сила P=p_max∙ A_fo

P=256,8∙0,148=38 < 825∙2,6∙0,3 = 643,5 кН – продавливание ступени не произойдет.

Выполним проверку по поперечной силе для наклонного сечения, начинающе­гося от грани второй ступени. Длина горизонтальной проекции этого наклонного се­чения с = h_0] = 0,3 м; поперечная сила, создаваемая реактивным давлением грунта, в конце наклонного сечения

Q =p_mах(С₁ – h₀₁)b = 201,05∙(0,35 - 0,3)∙3 = 30,16 кН.

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое одним бетоном

Q_{b, min} = 0,6R_btbh₀₁ = 0,6∙825∙3∙0,3 = 445,5 кН.

Так как Q = 30,16 кН < Qb, min = 445,5 кН, прочность ступени по попе­речной силе достаточна.