6.5. Пример расчета фундамента
Дано: продольная сила в колонне на уровне верхнего обреза фундамента N=1877,67 кН; грунт – супесь, коэффициент пористости е =0,7, IL = 0, R0=250 кПа; глубина промерзания – 1,6 м. Бетон фундамента В15, Rb =8,5 МПа, Rbt = 0,75 МПа. Арматура плитной части фундамента класса А400 с Rs = 355 МПа. Фундамент монолитный, ступенчатый на бетонной подготовке толщиной 150 мм.
Принимаем типовой размер стакана: глубина стакана dp =650 мм, размер стакана понизу – 500×500 мм, поверху – 550×550 мм.
Определение размеров подошвы и глубины заложения фундамента Глубина заложения бетонной подготовки 1,65 м, подошвы фундамента d =1,55 м. Высота фундамента h =1,55 - 0,65 = 0,90 м (0,65 м - расстояние от верхнего обреза фундамента до уровня пола первого этажа). Нормативная нагрузка на фундамент (1877,67 - расчетное усилие в колонне на уровне верхнего обреза фундамента, гл.4):
Nn = 1877,67/1,15 =1632,8 кН.
Определяем предварительно размер подошвы фундамента
м2;
м.
Принимаем размер подошвы l×b = 2,7×2,7 м, A = 7,29 м.
Проверка несущей способности оснований
Расчетное сопротивление грунта на глубине d при конкретной ширине фундамента b=2,7 м:
при d = 1,55 м
R=R0[1 + k1(b - b0)/b0](d + d0)/2d0 =
250[1+0,05(2,7-1,0)/1,0](1,55+2,0)/2·2=263 кПа;
Продольная сила на уровне подошвы фундамента
Ninf = Nn + Admt,=1632,8+7,29·1,55·20=1858,8 кН.
Напряжения под подошвой фундамента p
кПа.
Принимаем трехступенчатый фундамент общей высотой h =0,9 м (рис. 6.3). Размеры второй ступени l1 × b1 =1,9×1,9 м, третьей - l2 × b2 =1,1×1,1 м.
Расчет фундамента на продавливание
Расчет на продавливание фундамента производят от расчетных нагрузок при γf >1. Определяем давление на грунт от расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке f >1,0, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах)
кПа.
Рис. 6.3. Конструкция фундамента
Продавливающая сила
кН,
где
м2.
Рабочая высота
фундамента
м.
м.
Проверяем прочность фундамента на продавливание
F = 1071,5 < Rbt um h0 = 0,75·4880·820 = 3001200 Н=3001,2кН.
Прочность фундамента на продавливание обеспечена.
Подбор арматуры плитной части фундамента
Армирование фундамента по подошве определяют расчетом на изгиб по нормальным сечениям, проходящим по боковым граням ступеней и колонны. Изгибающий момент в сечении 1-1 по грани колонны (рис. 6.3)
кНм.
Изгибающий момент в сечении 2-2 по грани третьей ступени
кНм.
Изгибающий момент в сечении 3-3 по грани третьей ступени
кНм.
Подбор арматуры:
- сечение 1-1
мм;
мм2.
- сечение 2-2
мм;
мм2.
- сечение 3-3
мм;
мм2.
Принимаем сетку с 15Ø12 А400 с As =1696 мм2 в каждом направлении.
Шаг стержней 180 мм. Минимальный диаметр стержней сетки подошвы фундамента 12 мм.