5.3. Основные указания к конструированию

При известной высоте фундамента, размерах подошвы определяются параметры его подколонной и плитной части с учетом следующих указаний /4, 7/.

1. При назначении размеров подколонной части учитывается, что толщина стенок неармированного стакана поверху принимается не менее 200 мм, толщина армированного стакана назначается расчетом, но не менее 150 мм /2, 7/. Размеры стакана принимаются больше размера колонны в плане понизу на 100 мм, поверху на 150 мм. Толщина дна стакана назначается по расчету, но не менее 200 мм.

2. Высота ступеней принимается по табл. 4.22/7/ в зависимости от высоты плитной части фундамента (табл. 2).

Таблица 2

Высота ступеней фундаментов

Высота плитной части фундамента, мм	h1, мм	h2, мм	H3, мм
300 450 600 750 900 1050 1200 1500	300 450 300 300 300 300 300 450	- - 300 450 300 300 300 450	- - - - 300 450 600 600

3. Максимальный вынос нижней ступени жесткого фундамента вычисляется по формуле l = k∙h₁, где значение коэффициента k в курсовом проекте ориентировочно принимается равным k=2,0.

4. Рекомендуемый класс бетона для монолитных железобетонных фундаментов, В 12,5, В 15, В 20.

5. Размеры ступеней плитной части фундамента принимаются кратными 0,1 (0,3 м, если предполагается использование унифицированной щитовой опалубки).

6. Замоноличивание колонны производится бетоном класса не ниже, В 15.

7. Армирование подошвы осуществляется сетками из арматуры периодического профиля классов А-П и А-Ш. Расстояние между осями рабочих стержней составляется 200 мм, диаметр их при длине до 3 м - не менее 10 мм, при большей длине - 12 мм. Диаметр продольных стержней подколонника принимается не менее 12 мм. Подколонники армируются продольными и поперечными стержнями, площадь сечений стержней определяется расчетом, который в курсовом проекте не производится.

8. Под монолитным фундаментом при любых грунтах предусматривается устройство сплошной бетонной подготовки толщиной 100 мм из бетона класса не ниже В 5.

Конструирование фундамента выполняется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:20; 1:40; 1:50 (см. рис. 3,4).

5.4. Расчет конструкций фундамента

Расчет конструкций фундамента (плитной части и подколонника) производится по прочности и раскрытию трещин /4/. В курсовом проекте выполняется только проверка плитной части на продавливание /2/.

При стаканном сопряжении колонны с фундаментом, если выполняются условия h_b≥Н + 0,5(l_cf - h_с) или h_b ≥ H + 0,5(b_cf - b_c), расчет тела на продавливание производится от нижнего обреза подколонника. Здесь h_b- расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, м; Н- высота плитной части фундамента, м; l_cf и b_cf - соответственно больший и меньший размер сечения подколонника, м; h_c и b_c - соответственно больший и меньший размер сечения колонны в плане, м. При этом условие прочности на продавливание имеет вид

N≤R_bt∙b_т∙Н₀,

где b_т - среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания, м, b_т = b_cf + Н₀;

Н₀ - рабочая высота сечения плитной части фундамента, м, исчисляемая до середины рабочей арматуры подошвы;

R_bt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния I группы, кПа, принимаемое с учетом коэффициента условий работы γ_b2 =1,1.;

N - расчетное значение продавливающей силы, кН.

Для центрально нагруженных фундаментов N = А_f0 ∙ р₀, внецентренно нагруженных N = А_f0 ∙ p_max ,

где р₀, р_max - среднее или наибольшее краевое давление на грунт от расчетных нагрузок, кПа; А_f0 - площадь нижнего основания пирамиды продавливания, м².

A_{f 0}=0,5∙b∙(l-l_cf-2∙H₀)-0,25∙(b-b_cf - 2∙H₀)².

Если h_b≤Н + 0,5(l_сf -h_с ) или h_b ≤ Н + 0,5(b_cf - b_c) , тогда расчет тела фундамента на продавливание производится от дна стакана. Условие прочности на продавливание в этом случае записывается как

N≤R_bt∙b_т∙h_0b,

где N - расчетное значение продавливающей силы, N = А_f0 ∙p_max или

N = А_f0 ∙р₀ ,кН;

b,l - ширина и длина прямоугольной в плане подошвы фундамента, м;

h_оb - расстояние от дна стакана до середины рабочей арматуры подошвы, м;

b_m=b_h+b_0b.

A_f0=0,5∙b∙(l-l_h-2∙h_0b)-0,25∙(b-b_h-2∙h_0b)²,

где l_h, b_h - соответственно больший и меньший размер дна стакана, м.

В данном случае, l=5,2 м, b=4 м, H_f = 2,2м, Н=0,9 м, h_с=0,8 м, l_с=0,5 м, l_{с f} =1,4м, b_сf =1,1м, l_h =h_с+2∙0,05 = 0,881м, b_h =b_С +2∙0,05 = 0,51м, h _b = Н_f -1- 0,05 = 2,2 - 1 - 0,05 = 1,05 м, h_0b =h_b - 0,055 = 1,05 - 0,055 = 0,995 м, R_{b t} = γ_b2 ∙ 750 = 1,1 ∙ 750 = 853 кПа для бетона класса В15 с учетом коэффициента условий работы γ_b2 = 1,1 , р_max = 217 кПа .

Проверяется выполнение условия h_0h ≤ Н + 0,5 (l_сf - h_с ).

H + 0,5(l_{c f} - h_с ) = 0,9 + 0,5(1,4 - 0,8) = 1,2 м . 0,9951,2 м . Следовательно расчет

тела фундамента на продавливание будет производиться от дна стакана. Тогда

b_т = 0,51 + 0,995 = 1,505 м.

А_f0 = 0,5∙4∙(5,2 - 0,81 - 2∙0,995) - 0,25∙(4 - 0,9 - 2∙0,995)² = 4,67 м².

N = 4,67∙217∙1,1 = 1115кН.

Проверяется соответствующее условие прочности.

1166≤853∙1,505∙0,995.

1115кH1277кН.

Условие выполняется. Следовательно продавливание тела фундамента не происходит.

5.5. Сметная стоимость возведения фундамента.

Объем земляных работ при разработке котлована.

Расход монолитного бетона

V₂ =5,2∙4,0∙0,3+4,0∙3,0∙0,3+2,8∙2,0∙0,3+1,4∙1,1∙1,3 –

(0,65∙0,95+0,9∙0,6)∙1,05/2 = 12,92м² .

Расход бетона на устройство подготовки толщиной 100 мм.

V₃=5,6-4,4∙0,1=2,46м³.