Расчёт и конструирование фундаментов под колонну

Исходные данные

Грунты основания – пески средней плотности с условным расчетным сопротивлением МПа.

Бетон тяжелый класса В15, МПа. Арматура класса A-III, МПа.

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах кН/м³.

Высоту фундамента принимаем равной 120 см (кратной 30 см), глубина заложения фундамента Н₁ составляет 165 см от уровня пола подвала.

Расчетное усилие, передающееся с колонны на фундамент кН. Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке . Нормативное значение нагрузки будет:

кН.

Определение размера стороны подошвы фундамента

Площадь подошвы центрально загруженного фундамента определяется по условному давлению на грунт без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения:

где

- нормативное усилие, передающееся с колонны на фундамент;

- условное давление на грунт, зависящее от вида грунта;

- усреднённая нагрузка от единицы объёма фундамента и грунта на его уступах;

- глубина заложения фундамента.

.

Размер стороны квадратной подошвы: м.

Принимаем размер м и уточняем давление на грунт от расчетной нагрузки:

кН/м².

Определение высоты фундамента

Рабочая высота из условия продавливания по подколоннику:

, где

- размеры подколонника. Принимаем основание подколонника 1,2х1,2 м.

м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий:

1) продавливания: - высота части фундамента под подколонником.

2) заделки колонны в фундаменте: см (меньше высоты подколонника).

3) анкеровки сжатой арматуры:

Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней части (или нижней ступени) см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=1 м) должно выполняться условие:

.

Поперечная сила от давления грунта в сечении по грани подколонника:

, где

- размер нижней ступени фундамента;

- размер подколонника;

- рабочая высота фундамента;

- давление на грунт от расчетной нагрузки.

кН.

Поперечная сила, воспринимаемая нижней ступенью фундамента без поперечного армирования:

кН.

- условие прочности не удовлетворяется.

Увеличиваем высоту ступени фундамента и принимаем её равную мм.

Проверяем условие:

, где

- свес, равный мм.

.

Условие выполняется.

Рабочая высота нижней части фундамента равна см.

кН.

кН.

- условие прочности удовлетворяется.

Расчёт на продавливание

Проверяем нижнюю ступень монолитной части фундамента на прочность против продавливания:

, где

- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

- среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах полезной высоты:

м;

- рабочая высота нижней части фундамента.

Продавливающая сила , где

- расчетное усилие, передающееся с колонны;

- площадь нижнего основания пирамиды продавливания.

м²;

- давление, оказываемое на грунт.

Продавливающая сила кН.

кН. ,

следовательно, прочность монолитной части против продавливания обеспечена.