6 Конструирование и расчет фундамента под колонну

6.1 Исходные данные

Рассматриваемым является каркасное, одноэтажное производственное здание.

Рассчитываем отдельно стоящий монолитный фундамент под двухветвевую колонну среднего ряда размерами сечения в подкрановой части ширина b = 600мм, высота h = 1200 мм,

Характеристики грунта по заданию R_о=380кПа.

Материал фундамента: бетон класса С¹⁶/₂₀, f_ck=16МПа; f_cd=10,67МПа; f_ctk=1,3 МПа; f_ctd=0,87МПа. Для рабочих стержней арматура S400, f_yd=367Мпа, для монтажных петель принимаем арматуру класса S240, f_yd=218Мпа.

Нагрузки на фундамент.

В соответствии с приведенным расчетом, расчетные усилия от колонны действующие на уровне обреза фундамента: М=228,94 кН·м; N=2289,99 кН; V=13,89 кН.

Нормативные усилия с учетом коэффициента надежности по нагрузке :

(6.1)

(6.2)

(6.3)

6.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента

Глубина заложения фундамента принимается исходя из конструктивных особенностей проектируемого здания, в зависимости от грунтовых условий и района строительства. Кроме того, высоту фундамента назначаем по условиям заделки колонны в стакан и анкеровки рабочей арматуры в колонне.

Глубина заделки колонны прямоугольного сечения принимается наибольшей из трех значений: (6.4)

где  – диаметр арматуры колонны 16мм;

Принимаем глубину заделки 900 мм.

Тогда требуемая высота фундамента:

(6.5)

где – зазор между колонной и дном стакана 50мм;

h₁ – минимальная высота плитной части фундамента 200мм;

. Принимаем высоту фундамента кратно 300 мм

- глубина заложения;

Принимаем двухступенчатый фундамент с высотой ступени 300мм.

6.3 Определение размеров подошвы фундамента

Определим площадь фундамента по формуле:

(6.6)

(1,2…1,6)-коэффициент, учитывающий неравномерное действие момента;

N_sk-нормативное значение продольной силы;

R₀-расчетное сопротивление грунта;

-значение сопротивления грунта ;

При внецентренном нагружении фундамент проектируем в плане с отношением сторон b/l=0,6…0,85, принимая больший размер в плоскости действия момента. Назначаем b/l=0,7, тогда:

.

принимаем а=3,0м, b=2,1 м из конструктивных соображений (кратно 300мм).

Для исключения возникновения в грунте пластических деформаций:

(6.7)

также должны соблюдаться следующие условия

(6.8)

Краевые давления определяем по формуле:

где N_nf – нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах:

(6.9)

M_tot – нормативный изгибающий момент в уровне подошвы фундамента:

(6.10)

е_o – эксцентриситет продольной силы

(6.11)

т.к. , то имеем трапециедальную эпюру давления грунта.

Условия выполняются, следовательно, принятые размеры фундамента достаточны.