2.1.15 Определение расчетного сопротивления грунта и размеров подошвы фундамента

Задача: Определить размеры подошвы фундамента под сборную железобетонную колонну.

Дано: Нагрузка на фундамент с учетом коэффициента надежности по ответственности N=535,52 кН. Отношение длины здания к высоте L/H=2,4. Глубина заложения фундамента d₁=1,35 м. Основанием фундамента служит мощный слой глины, идущий от поверхности планировки; характеристики глины: е=0,85; I_L=0,5; γ = γ_II = γ_II' = 18,23 кН/м³.

Ход работы

Определяем сервисную нагрузку:

По СП 22.13330.2011 определяем расчетное сопротивление грунта R₀ = 237,6 кПа (с интерполяцией).

Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:

принимаем фундамент квадратным, округляем требуемые размеры сторон и принимаем фундамент с размерами сторон 1,5х1,5 м; фактическая площадь принятого фундамента A_f = 2,25 м².

По СП 22.13330.2011 устанавливаем удельное сцепление и угол внутреннего трения глины: с_n = c_II = 43 кПа; φ_n = φ_II = 16⁰.

Находим коэффициенты γ_с1, γ_с2 (СП 22.13330.2011) γ_с1 = 1,2; γ_с2 = 1,06 (с интерполяцией).

Выписываем из СП 22.13330.2011 коэффициенты: М_γ=0,364; М_q=2,43; M_c=4,99.

Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле, приняв k=1,1, k_z=1,0, d_b=0 (так как отсутствует подвал):

Уточняем требуемые размеры фундамента:

принимаем уточненные размеры фундамента 1,3х1,3, площадью A_f = 1,69 м². Уточняем значения расчетного сопротивления (оно изменяется, так как изменилась принятая ширина фундамента b = 1,3 м): R = 327,15 кПа.

Проверяем подобранный фундамент; средние напряжения под подошвой фундамента должны превышать расчетное сопротивление:

Оставляем размеры фундамента 1,3х1,3. Средние напряжения под подошвой фундамента p = 291,07 кПа меньше расчетного сопротивления грунта R=327,15 кПа.

2.1.16 Расчет тела фундамента и подбор количества арматуры

Задача: Рассчитать фундамент по материалу под железобетонную колонну гражданского здания.

Дано: Нагрузка на фундамент с учетом коэффициента надежности по ответственности N=535,52 кН. Глубина заложения фундамента d₁=1,35 м, размеры подошвы фундамента 1,3х1,3 м. Размер сечения колонны b_ch_c = 300х300 мм. Конструкция фундамента рис. 23.

Ход работы

Определяем давление под подошвой фундамента:

• площадь фундамента

• давление

Определяем расчетное сечение фундамента. Рассчитываем сечение, проходящее по краю колонны (1-1) см. рис. 23.

Задаемся защитным слоем бетона a_b = 3,0 см (сборный фундамент) и принимаем расстояние от подошвы фундамента до центра тяжести арматуры a = 4,0 см; находим рабочую высоту фундамента

Принимаем: класс прочности бетона В20; коэффициент условия работы бетона γ_b2=1,0; класс арматуры А-III; R_b = 11,5 МПа, R_bt = 0,90 МПа, R_s = 365 МПа (СП 63.13330.2012).

Поперечная сила в рассчитываемом сечении:

Изгибающий момент в сечении 1-1

Требуемая площадь арматуры фундамента в сечении 1-1

Принимаем арматуру (в арматурных сетках фундамента рекомендуется назначать шаги стержней арматуры S=100, 150, 200 мм): задаемся шагом стержней арматуры S=200 мм, определяем количество стержней, расположенных в одном направлении арматурной сетки:

принимаем (по сортаменту арматуры) диаметр арматуры 7ø10, А-III; A_s = 5,5 см², что больше, чем требуется по расчету, но соответствует рекомендуемому минимальному диаметру арматуры для арматурных сеток фундамента; конструируем арматурную сетку фундамента (рис. 24).

Проверяем фундамент на продавливание; определяем стороны основания пирамиды продавливания (рис. 25).

Так как размеры нижнего основания пирамиды продавливания больше размеров подошвы фундамента, значит, пирамида продавливания выходит за пределы фундамента, при этом прочность на продавливание считается обеспеченной.