Расчет фундамента под колонну

Согласно изменениям норм проектирования принимаем для фундамента бетон класса для которого:

= 16 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;

– расчетное сопротивление сжатию;

= 1,3 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому растяжению соответствующее 5% квантилю статистического распределения прочности;

МПа – средняя прочность бетона на осевое растяжение;

– расчетное сопротивление при растяжении.

Рабочая арматура класса S500 для которой f_yd=435 МПа, при диаметре 6-22 мм.

Для заданных грунтов – суглинки – необходимые данные составят:

условное расчетное сопротивление грунта R₀=300 кПа;

расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента С_ll=3,0 кПа

угол внутреннего трения φ_II=36°.

При угле внутреннего трения φ_II=36° значения коэффициентов составят:

М_γ=1,81; М_q=8,24; М_с=9,97.

Для определения размеров подошвы фундамента устанавливаем расчетные усилия при γ_f=1,0:

N_sd’= ,

где γ_Fm=1,35 – усредненный коэффициент безопасности по нагрузке.

Для заданного района принимаем глубину заложения фундамента d=1,05м. Площадь подошвы фундамента

,

где γ_mf=20kH/м³ – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его ступенях.

Тогда размер стороны квадратной подошвы фундамента . Принимаем ширину подошвы фундамента a=b=2,2м.

Определяем расчетное сопротивление грунта:

,

где:

= 1,25 – коэффициент условий работы;

=1,0 - коэффициент условий работы;

К – коэффициент, принимаемым К=1,0, т. к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;

- коэффициент, принимаемый равным =1,0 при b<10 м;

b=2,2 м – ширина подошвы фундамента;

d₁=1,05 м –глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

d_b=0– глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала;

= 3,0 кПа- расчётное значение удельного сопротивления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

Для заданных грунтов осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже и выше подошвы фундамента γ_II= γ_II’=19kH/м³.

Тогда R= =392,6кПа

Среднее давление грунта под подошвой фундамента

Проверяем условие P≤R, так как P=291,2кПа<R=392,6кПа, условие соблюдается.

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

.

Полная высота фундамента при с=60мм (при наличии подготовки)

.

Для обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и достаточной анкеровки её рабочей арматуры высота фундамента составит:

,

где - расчетная длина анкеровки,

Ø=10мм – предварительный диаметр рабочей арматуры из конструктивных требований,

f_bd= 2МПа – предварительное напряжение для бетона класса С¹⁶/₂₀.

Высота сечения фундамента из условия заделки колонны:

H_f=1,5·400+250=850мм.

Принимаем высоту фундамента H_f=900мм.

Фундамент проектируется 3-х ступенчатый высотой ступени 300мм. Толщина дна стакана 200+50=250мм.

Определяется изгибающий момент по грани колонны:

.

Площадь сечения рабочей арматуры сетки укладываемой в уровне подошвы фундамента определяется по вычисленномуM_sd=240,75кН·м.

Тогда сечение арматуры составит:

,

где d=900-60=840мм=84см.

Принимаем по сортаменту арматурной стали 12 стержней Ø10мм из арматуры класса S500 площадью A_st=0,785·12=9,42см² с шагом s=190мм.