2.1.3. Конструювання фундаменту

Крім перевірки фундаментів за  гранічним станом (по деформаціях), слід розраховувати їх і за міцністю ( гранічний стан). Цей розрахунок включає до себе: перевірку на продавлювання, розрахунок плитної частини фундаменту на “зворотній” момент, визначення діаметру і кількість арматури, розрахунок міцності поперечного перерізу підколінника.

Монолітні залізобетонні фундаменти проектуються окремими у виді башмаків під одну чи кілька колон і груповими – під кілька колон у виді одинарних чи перехресних стрічок і плитних фундаментів. Окремі фундаменти варто застосовувати при значній відстані між колонами.

Окремі фундаменти проектуються з важкого бетону класу В15 і В20 відповідно до вимог БНіП 2.03.01-84* [4], (додаток 18-20). Вони складаються з плитної частини східчастої форми, що передає навантаження на ґрунт, і підколонника, що стикується з колоною (рис. 3). Конструктивне рішення і розміри фундаменту однакові для з’єднання його зі збірними й монолітними колонами, за винятком верхньої частини підколонника. При сполученні фундаменту зі збірними колонними у верхній частині підколонника влаштовується стакан, розміри якого призначають у залежності від перерізу колони. Його глибина повинна дорівнювати більшій стороні колони (рис. 3б) чи більше її. При з’єднанні з монолітною залізобетонною колоною її арматура з’єднується зварюванням і хомутами з випусками арматури (звичайно, довжиною 30 – 40 діаметрів арматури) підколонника. Стик замонолічується в опалубці (рис. 3а).

Фундамент з'єднується з металевими колонами за допомогою анкерних болтів, що закладаються в підколонник і кріпляться до траверси чи до заставного пристрою колони (рис. 4). Глибина закладення і діаметри болтів повинні призначатися такими, щоб виключити можливість розриву підколонника розтяжними зусиллями й зрушення колони горизонтальними силами.

Основні розміри фундаментів призначаються кратними 300 мм. Висоту фундаментів (від підошви до верхнього обріза) приймають рівною 1500, 1800, 2400, 3000, 3600 і 4200 мм. Верхній обріз фундаменту повинний бути на 150 мм нижче спланованої відмітки землі, що дозволяє засипати котлован без монтажу колон. Ширину підошви квадратних (при центральних навантаженнях) і прямокутних фундаментів приймають 1500 – 6600 мм, довжину – 1500 – 8400 мм. Співвідношення сторін прямокутних фундаментів повинне бути b/l = 0,6 – 0,85. Прийняті розміри фундаментів необхідно погоджувати з конструкціями й обладнанням заглиблених приміщень. Розміри підколонника призначаються конструктивно в залежності від його сполучення з колоною і плитною частиною фундаменту і приймаються типовими (табл. 1).

a )

b_c 1

c₁ c₂ DL -0,15

2

h₂ h₀ h_f d FL

h₀₁

45⁰ b₂

b

b₁

б)

b_c 1

b_п DL

-0,15

h_uc 3 h_f

h₂ FL

h h₁

45⁰ b_uc

b₁ 2

b

Рис. 3. Схеми фундаментів: а – монолітне поєднання фундаментної плити з

колоною; б – склянкове з'єднання; 1 – колона; 2 – плита; 3 - підколонник

Висота плитної частини фундаменту й висота ступіней призначаються кратними 150 мм. Плита може мати до трьох ступіней (h₁, h₂ і h₃), розміри яких у залежності від висоти плити зазначені в табл. 2.

Таблиця 1. Розміри підколонників, мм

Перетин колони	Розміри в плані	Розміри стакана
		глибина	у плані
400 х 400	900 х 900	800	550 х 550
500 х 500 400 х 600 500 х 600 400 х 800	1200 х 1200	800 900 800 900	650 х 650 550 х 750 650 х 750 550 х 950
500 х 800	1200 х 1500	900	650 х 950

Таблиця 2. Висота ступіней плитної частини фундаменту, мм

Висота плитной части h	h1	h2	h3
300 450 600 750 900 1050 1200 1500	300 450 300 300 300 300 300 450	- - 300 450 300 300 450 450	- - - - 300 450 450 600

Виноси уступів призначають конструктивно. Площа нижньої частини ступіні повинна дорівнювати площі підошви фундаменту, підібраної за умов міцності ґрунтів основи. Визначення розмірів і кількість уступів можна зробити так:

1. Визначається висота плитної частини фундаменту:

. (2.11)

2. Визначаємо кількість ступенів по висоті h_пл за умови, що ступені приймаються кратними 150 мм, тобто 300, 450, 600 мм.

1

2

Рис. 4. Конструкція стику фундаменту з металевою колоною:

1 – металева колона; 2 - анкери