1.4.2. Пример расчета столбчатого фундамента

Определить размеры подошвы столбчатого фундамента ступенчатой формы из бетона марки В15 здания, расположенного в г. Воронеже. Здание одноэтажное, без крана, высотой 6 м, с шагом колонн 6 м, пролетом 18 м (см. рис. 10). Покрытие по плоским железобетонным балкам Б18-3 из плит 2ПГ-1 размером 1,5х6 м, пароизоляция из одного слоя пергамина, утеплитель из пенобетона средней плотностью = 600 кг/м³ и толщиной 90 мм, стяжка цементно-песчаным раствором толщиной 2,5 см, гидроизоляционный ковер из двух слоев рубероида по одному слою пергамина на битумной мастике. Размеры оконных проемов - 3х4,5 м, стены здания устроены из керамического полнотелого кирпича толщиной 51 см, высота стены - 6,8 м (см. рис. 15). Нормативное давление на основание - 1,5 кг/см².

Определяем нормативные нагрузки, действующие на фундамент, по формуле 43. Грузовая площадь в данном случае равна

F = 69 = 54м².

Вес 1м² покрытия определяем по конструктивным элементам покрытия (см. рис. 12).

g=268,4 кг (см. стр. 41).

Вес балки покрытия Q_б = 12 т.

Вес опоры (колонны) Q_оп = 0,30,3·6·2500 = 1350 кг.

Вес снежного покрова Q_сн = рF = 100·54 = 5400 кг.

Вес стены при _с = 1800 кг/м³

Q_ст = (F_ст - F_ок) б·_ст = (6·6,8 - 3· 4,5)· 0,51·1800 = 25060 кг.

Вес фундаментной балки ФБ-28 равен 2,2 т (см. табл. 37).

Просуммировав полученные нагрузки, получим нормативную нагрузку, действующую на фундамент:

Р_н = 268,4·54 + + 100·54 + 25060 + 2200 = 52304 кг.

Далее определяем глубину заложения фундамента по формуле 47. Нормативную глубину промерзания находим по рис. 16 для г. Воронежа. Н_пр = 126 см, Н_ф = 0,7·120 = 88 см.

Форму подошвы фундамента принимаем квадратную, тогда искомую величину стороны фундамента определим по формуле 48, приняв все значения в тоннах и метрах:

а = = 1,96 м.

Таким образом, принимаем размеры подошвы фундамента стандартные, равные 2,1х2,1 м.

После расчета размеров подошвы фундамента необходимо установить количество и размеры его ступеней.

Обычно высота ступеней h принимается 30 см, тогда ширина ступени определяется по формуле

в₁=h tgα, (55)

в₁ = 30·0,61 = 18,3 см.

Количество ступеней определяем по формуле

, (56)

.

Принимаем три ступени, тогда ширина ступени

см.

Окончательная конструкция фундамента приведена на рис. 19. Общая высота фундамента принимается 120 см.

Учитывая, что фундамент имеет жесткую конструкцию, произведем проверку, может ли фундамент при полученных размерах подошвы и глубины заложения удовлетворять требованиям жесткого фундамента, по формуле 49 (ширину фундамента по верху принимаем 1 м, значение tgα взято из таблицы 41 для бетона марки В15):

а а₁+2Н_ф tgα,

а₁ = 1,00 м, Н_ф = 1,2 м, tgα = 0,61,

1,00+2·1,2 = 2,46 2,1 2,46.

Полученные значения свидетельствуют о том, что условие выполнено и фундамент будет иметь жесткую конструкцию. В противном случае подошвенную часть фундамента необходимо было бы армировать.

Таким образом, принимаем столбчатый фундамент из бетона В15 с квадратной формой подошвы размерами 2,1х2,1 м.

Рис. 19. Конструкция фундамента