7. Расчет и конструирование монолитного фундамента под колонну.

7.1. Определение размеров подошвы.

Рис. 7.1.1.: К расчету фундамента.

Для расчета фундамента берется сочетание нагрузок, которое оказалось расчетным при расчете колонны.

В сечении 1-1:

1- ое сочетание.

M_max = 88,5 кН*м, Q_c = 10,4 кН, M_max,l = 0 кН*м,

N_c = 498,702 кН, N_l = 284,902кН.

2-ое сочетание.

M_min = -161,9 кН*м, Q_c = -39,1 кН, M_min,l = -61,9 кН*м,

N_c = 402,42 кН, N_l = 284,902 кН.

Условное расчетное давление на грунт R = 0,3 МПа и глубина заложения фундамента Н₂ = 1,6 м. Высоту фундамента определяют из условия выполнения работ нулевого цикла:

Н₁ = Н₂ – 0,1 м = 1,5 м.

Средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах принимают

q₁ = 20 кН/м³.

Усилие на фундамент выбирают из расчета нижнего сечения колонны. Перераспределенные усилия от нормативных нагрузок (при γ_f =1) можно определить приближенно с помощью коэффициента γ_m = 1,15 (таб. 7.1.).

Таблица 7.1.

Усилие	1-ое сочетание	2-ое сочетание
Nser,кН	498.702 : 1,15 = 433.65	402.42 : 1,15 = 349.93
Mser,кН*м	88.5 : 1,15 = 76.96	-161.9 : 1,15 = - 140.78
Qser,кН	10.4 : 1,15 = 9.04	-39.1 : 1,15 = - 34.0

Вес стены (с 57% остекления) по высоте колонны, опирающейся непосредственно на фундамент (см. рис. 7.1.1.), не учтенный в расчете колонн:

G_ser = 30.14+3.2*2.5*6+4.8*0.5*6 = 92.54 кН.

G = 1.1*154.94 = 101.8 кН.

При толщине стены b = 0.3 м эксцентриситет силы относительно оси колонны:

е₀₄ = (0,8+0,3) / 2 = 0,55 м.

Изгибающий момент от веса стены передается на фундамент:

M_ser = - 92.54*0.55 = - 50.9 кН*м.

Суммарные усилия, действующие на фундамент, записывают в таб. 7.2.

Таблица 7.2.

Усилия	1-ое сочетание	2-ое сочетание
Nser, кН	433.65+101.8 = 535.45	349.93+101.8 = 451.73
Mser ,кН*м	76.96 – 50.9 = 26.06	-140.78 – 50.9 = - 191.68
Qser, кН	9.04	-34.0

Эксцентриситеты сил в плоскости подошвы фундамента:

е₀₁ = (26.06+9.04 * 0,55) / 535.45 = 0,06 м.

е₀₂ = (- 191.68 – 34.0 * 0,55) / 451.73 = - 0,466м.

Требуемая площадь подошвы при центральной нагрузке:

А = N_ser / (R – q₁ * H₂) = 535.45*10³ / (0.3*10⁶-20*1.6*10³) = 2.0 м ².

Размеры сторон подошвы следует назначать так, чтобы края фундаментной плиты поровну выступали кругом подколонника.

А_ф = l * b ; b / l = 0.8 ; l = А_ф / 0,8.

l = А_ф / 0,8 = / 0.8 ~ 1.8 м.

b = 1.8 * 0.8 ~ 1.5 м.

А_ф = 2.7 м^2..

Проверяют давление на грунт:

При 1 – ом сочетании:

Вес фундамента

N’_ser =20 * 1.6*2.7 = 86.4 кН.

p_{n, max} = (535,45+86,4)/2,7+(26,06-9,04*1.6-50,9)/3.6+20*1.75 = 276,23 кПа

1,2*R = 1.2*0,25 = 300 кПа > p_n,max = 276,23 кПа.

p_{n, min} = 254,4 кПа

При 2 – ом сочетании:

p_{n, max} =(451,73+86,4)/2,7-(-191,8+34,0*1.6-50,9)/3.6+20*1.75 = 248,645 кПа

1,2*R = 1.2*0,25 = 300 кПа > p_n,max = 288,56 кПа.

p_{n, min} = 180,06 кПа

Принимаем фундамент по конструктивным соображениям, т.к. сечение колонны 450 х 350 мм и учитывая глубину заделки фундамента в стакане, принимаем следующий фундамент (рис. 7.1.2.)

Рис. 7.1.2.: К расчету фундамента.