7.5. Пример расчета фундамента

Дано: продольная сила в колонне на уровне верхнего обреза фундамента N=1532,96 кН; изгибающий момент М = 50,97 кН·м (из расчета колонны); поперечная сила определена по изгибающим моментам в колонне

кН;

грунт – супесь, коэффициент пористости е =0,7, I_L = 0, R₀=250 кПа; глубина промерзания – 1,6 м. Бетон фундамента В15, R_b =8,5 МПа, R_bt = 0,75 МПа. Арматура плитной части фундамента класса А300 с R_s = 270 МПа.

Принимаем типовой размер подколонника: сечение подколонника l_cf × b_cf = 900×900 мм; глубина стакана d_p =800 мм, размер стакана понизу – 500×500 мм, поверху – 550×550 мм.

Определение размеров подошвы и глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунта d =1,75 м. Высота фундамента h =1,75-0,15=1,60 м. Нормативные нагрузки на фундамент: N_n = 1532,96/1,15 =1333,0 кН, M_n = 50,97/1,15=44,32 кН·м, Q_n =-25,5/1,15=-22,17 кН.

Предварительно размер подошвы фундамента определяем из предположения, что относительный эксцентриситет равен e = l/10

м².

Далее задаются соотношением размеров подошвы фундамента b/l= 0,8 и вычисляют ее размеры

м; b = 0,8 l=0,8·3,294= 2,63 м.

Назначаем размеры подошвы фундамента l × b=3,3×2,7 м, А=8,91 м².

Проверка несущей способности оснований

Расчетное сопротивление грунта на глубине d при конкретной ширине фундамента b=2,7 м, при d = 1,75 м:

R=R0[1 + k1(b - b0)/b0](d + d0)/2d0 = 250[1+0,05(2,7-1,0)/1,0](1,75+2,0)/2·2=251 кПа;

Продольная сила на уровне подошвы фундамента

Ninf = Nn + Admt,=1333+8,91·1,75·20=1635,94 кН

Изгибающий момент на уровне подошвы фундамента. Поперечная сила имеет противоположный знак изгибающему моменту

Minf = Mn - Qnh = 44,32-22,17·1,6=6,63 кН·м .

Напряжения под подошвой фундамента p_max и p_min

<1,2R =298 кПа, кПа

где м. Фундамент практически центрально нагружен.

Размеры фундамента получились несколько завышенными. Принимаем размеры фундамента l × b =3,0×2,4 м, А=7,2 м². Уточняют расчетное сопротивление грунта при ширине фундамента b =2,4 м: R=251 кПа. Вычисляют максимальное давление под подошвой фундамента

кПа <1,2·251=296,4 кПа.

Минимальное давление под подошвой фундамента

кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента

кПа.

Принимаем двухступенчатую подошву фундамента общей высотой h_pl =0,6 м (рис. 7.5 ). Размеры второй ступени l₁ × b₁ =2,1×1,8 м.

Расчет на продавливание плитной части

Расчет на продавливание плитной части внецентренно нагруженного фундамента производят из условия прочности только одной наиболее нагруженной грани пирамиды продавливания по усилиям от расчетных нагрузок при γ_f >1. Определяем максимальное краевое 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. 7.5. Конструкция фундамента

Продавливающая сила

кН,

где

Рабочая высота подошвы фундамента м.

Проверяют прочность наиболее нагруженной грани на продавливание

F=275< Rbt bm ho,pl = 0,75·1430·530 = 568425 Н=568,425кН,

где b_m = b_cf + h_0,pl =0,9+0,53=1,43 м.

Прочность наиболее нагруженной грани на продавливание обеспечена.