6 Конструирование и расчет фундамента под колонну

6.1 Исходные данные

Рассчитываем отдельно стоящий монолитный фундамент под сплошную колонну среднего ряда размерами сечения в подкрановой части: ширина b = 400 мм, высота h = 800 мм.

Характеристики грунта по заданию R = 380 кПа.

Материал фундамента: - бетон тяжелый класса С²⁵/₃₀, подвергнутый тепловой обработке E_cm=32·10 ³ МПа, f_ctk =1,8 МПа, f_ctd =1,2 МПа, f_ck =25 МПа, f_cd =16,67 МПа.

. Для рабочих стержней принимаем арматуру S500, f_yd = 435 МПа. Для монтажных петель принимаем арматуру класса S240, f_yd = 218 МПа.

В соответствии с приведенным расчетом усилия от колонны, действующие на уровне обреза фундамента:

М = 331,38 кНм; N = 1288,23кН; V = 61,14 кН.

Нормативные усилия с учетом коэффициента надежности по нагрузке :

(159)

(160)

(161)

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:

(162)

где  – диаметр арматуры колонны 16 мм;

Принимаем глубину заделки 600 мм.

Тогда требуемая высота фундамента:

(163)

где – зазор между колонной и дном стакана 50 мм;

h₁ –высота плитной части фундамента, равная 200 мм;

.

Принимаем высоту фундамента кратно 300 мм -

Глубина заложения фундамента

Принимаем двухступенчатый фундамент с высотой ступени 300 мм.

6.3 Определение размеров подошвы фундамента

Определим площадь фундамента по формуле

, (164)

1,2- 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 = 0,6, тогда:

Принимаем l= 2,7 м, b = 2,10 м из конструктивных соображений (кратно 300 мм).

Для исключения возникновения в грунте пластических деформаций

(165)

также должны соблюдаться следующие условия

(166)

Краевые давления определяем по формуле:

,

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

; (167)

M_nf – нормативный изгибающий момент в уровне подошвы фундамента

; (168)

е_o – эксцентриситет продольной силы;

(169)

Так как , то имеем трапецеидальную эпюру давления грунта.

Условия выполняются, следовательно, принятые размеры фундамента достаточны.