7. Расчет отдельно стоящего фундамента под колонну

Основная задача проектирования фундаментов состоит в обеспечении равномерной передачи нагрузки от сооружений (опор трубопроводов, резервуаров и т.д.) на основание таким образом, чтобы давление, возникающее под подошвой фундамента, не приводило к недопустимым деформациям сооружения.

На практике, чаще всего, применяют бетонные и железобетонные фундаменты.

По форме фундаменты разделяют на отдельные под колонны и опоры, ленточные под стенки и сплошные под всем сооружением. Отдельно стоящие фундаменты могут быть сборными или монолитными.

По условиям эксплуатации различают следующие типы фундаментов: жесткие – работающие на сжатие и выполняемые из бетона; гибкие - воспринимающие сжимающие и изгибающие усилия и выполняемые из железобетона.

Отдельно стоящие фундаменты в плане обычно имеют прямоугольную форму с отношением сторон не более 3:1 (рис. 46).

Монолитные фундаменты, бетонируемые на месте, как правило, имеют ступенчатую форму. Существуют следующие рекомендации по выбору числа ступеней:

- если высота фундамента ≤ 450 мм, то при проектировании принимают одну ступень;

- если 450 ≤ ≤ 900 мм – две ступени;

- если > 900 мм – три ступени.

Минимальная высота ступени равна 300 мм.

Расчет отдельных фундаментов производится в предположении, что фундамент является абсолютным жестким телом. Поэтому отпор грунта распределяется по подошве фундамента по линейному закону. Расчет фундамента состоит из 2-х частей:

1. Рассчитывают деформации основания под фундаментом, по которым затем определяют размеры фундамента в плане.

2. Рассчитывают сам фундамент на прочность, т.е. определяют размеры отдельных частей фундамента и его армирование.

7.1. Определение размеров подошвы фундамента

На подошву фундамента действуют нагрузки от колонны, масса самого фундамента и давление грунта на его уступах (рис 46).

46. Расчетная схема отдельного фундамента

Расчет проводится из условия прочности основания, на которое опирается фундамент. Рассматриваются два варианта нагружения фундамента: центральное и внецентренное. Предельное состояние определяется несущей способностью грунта основания.

Размеры подошвы фундамента определяют из того условия, чтобы давление под подошвой не превышало предельное сопротивление грунта на сжатие

, (7.1)

где – максимальное давление под подошвой фундамента;

– нормативное сопротивление грунта основания сжатию;

– коэффициент условий работы;

– коэффициент надежности по назначению сооружения.

При расчете центрально нагруженного фундамента площадь подошвы фундамента определяется из условия отсутствия продавливания основания фундамента

, (7.2)

где – размеры подошвы фундамента;

– нормативная продольная вертикальная сила на уровне фундамента;

– расчетное сопротивление грунта, которое принимается по нормам;

= 20 кН/м³ – усредненная плотность фундамента и грунта на его уступах;

– глубина заложения фундамента.