2.10.6.3. Расчет фундамента под наружную колонну

N_полн.= 341,60 кН.

Определение размеров подошвы фундамента:

Сечение колонны (м). Усилия колонны у заделки в фундаменте: N_полн.= 341,60 кН.

Ввиду относительно малых значений эксцентриситета фундамента колонны рассчитываем как центрально нагруженный.

Площадь подошвы фундамента: (м²)

кН/м³ –усредненная нагрузка от веса 1 м³ фундамента и грунта на его уступах.

Размер стороны квадратной подошвы:

м принимаем м.

Определяем напряжение в грунте от фундамента:

σ_ф =(341600+18000+19400)/0,81=467,90кПа

По формуле (7), находим расчетное сопротивление грунта:

(7)

где =1,4 и =1,2	-	коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3[1];
k	-	k = 1,1 в зависимости от метода их определения
	-	коэффициенты, принимаемые по табл. 4[1]; соответственно 2,11;9,44;10,80;
	-	коэффициент, при b  10 м - =1,
b=0,6	-	ширина подошвы фундамента, м;
	-	осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
	-	то же, залегающих выше подошвы;
	-	расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
d1	-	глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

=600,20 кПа

σ_ф=467,90кПа ≤ R₇=600,20кПа принятые размеры фундамента удовлетворяют условию. Принимаем монолитный фундамент, размерами 0,6*0,6м.

Согласно п. 2.41 [1], среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетное сопротивления грунта основания R_7, данное условие выполняется, прочность обеспечена.

Расчет фундамента под внутреннюю колонну на продавливание.

В качестве материала берем бетон марки В20:

МПа – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний I группы,

МПа – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний I группы,

МПа – расчетное сопротивление бетона сжатию осевому для осевому для предельных состояний II группы,

МПа – начальный модуль упругости бетона,

Расчет на продавливание выполняется из условия:

F≤φ_b*R_bt*u_m*h₀

Где F= р*A=467,9*0.16=74,86 кН– расчетная продавливающая сила.

А= 0,65 м²- площадь заштрихованной поверхности.

u_m=0,5*(b₁+b₂)=0,5*(0,66+0,3)=0,48 – среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, в пределах h_0. φ_b=1, для тяжелого бетона.

F=74,86 кН≤φ_b*R_bt*u_m*h₀=1*0,9*10⁶*0,48*0,5=216,0кН

Прочность на продавливание обеспечивается.

Расчет трещиностойкости фундамента под внутреннюю колонну

М₁=0,125*р*(а- h_{колонны})²*а=0,125*467,9*(0,9-0,3)²*1,2=25,27кНм,

Для этого найдем упругопластичный момент сопротивления по растянутой зоне:

W_pl=[0.292+0.75(γ₁+2μλ)]bh²=[0,292+0,75(0+2*4*10^-4*8,69)]*0,9*0,5²=0,07м³, где γ₁=0, для квадратного сечения, λ=Е_s/E_b=20*10⁴/23*10³=8,69

Момент трещинообразования: М_crc= R_bt,ser* W_pl=1,15*10⁶*0,07=0,0769МНм

М₁=25,27 кНм< М_crc=76,9 кНм – условие выполняется.

Расчет осадок фундамента под внутреннюю колонну

Определим осадку методом послойного суммирования. Для этого построим эпюры – природного давления, дополнительного давления, вспомогательную эпюру (0,2σ_zg).

• На поверхности земли: σ_zg=0; 0,2σ_zg=0;

• На уровне подошвы фундамента: σ_zg=d_ф*γ₁=3,2*19=0,061МПа, 0,2σ_zg=0,012

Найдем дополнительное давление по подошве фундамента:

σ₀=σ_ІІ- σ_z0=0,46790-0,061=0,4069 МПа

S=

h_i≤0.4b=0.4·0,9=0.36 м – толщина одного слоя, принимаем z=0,4

S= (0,356)+ (0,233+0,124+0,070)+ (0,047+0,034)=0,9 см осадка не превышает допустимую в 8 см

Слой	Наименование грунта	z, м	ξ=	α	σzр= ασ0, МПа
1	Песок средней крупности Е= 40МПа	0 0,4	0 0,9	1,000 0,752	0,4069 0,3060
2	Суглинок Е=27 МПа	0,8 1,2 1,6	1,8 2,7 3,6	0,393 0,215 0,131	0,1597 0,0875 0,0533
3	Галечниковый грунт Е=40МПа	2,0 2,4 2,8 3,2	4,2 5,1 6,0 6,9	0,0995 0,070 0,051 0,041	0,0405 0,0283 0,0208 0,0167

Основное условие расчета по второй группе предельных состояний выполняется.