Определение площади подошвы фундамента

· Расчёт по несущей способности основания выполняется на действие нормативных нагрузок с учётом веса фундамента и грунта на его уступах. Расчёт производится из условия, что давление под подошвой фундамента p_n не должно превышать расчётное сопротивление грунта основания R₀:

.

· Тогда требуемая площадь подошвы фундамента:

.

· Необходимый размер стороны подошвы квадратного в плане фундамента:

, принимаем a_f = 3,8 м = 3800 мм (кратно 100 мм).

· Фактическая площадь подошвы фундамента: A_f = 380² = 144 400 см².

· Расчёт по несущей способности конструкции самого фундамента выполняется на действие расчётных нагрузок без учёта веса фундамента и грунта на его уступах. Напряжения под подошвой фундамента в этом случае:

.

Определение основных размеров фундамента

· Высота фундамента h_f = 1,15 м > 0,90 м, поэтому проектируем фундамент трёхступенчатым. Размеры ступеней назначаются таким образом, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведённую под углом 45° к грани колонны на уровне верха фундамента (рис. 6.1). Указанная прямая определяет границы так называемой пирамиды продавливания.

b3

b1

b2

Рис. 6.1. Основные размеры отдельного фундамента под колонну

Определение высоты ступеней

· Высота ступеней назначается кратной 50 мм. Принимаем высоту первой (нижней) и второй (средней) ступеней h₁ = h₂ = 350 мм, а третьей (верхней) ступени h₃ = 450 мм.

· Принимаем расстояние от нижней грани фундамента до центра тяжести растянутой арматуры подошвы а = 5 см, тогда рабочая высота фундамента:

h₀ = h_f – a = 115 – 5 = 110 см.

· Рабочая высота первой и второй ступеней:

h_0,1 = h₁ – a = 35 – 5 = 30 см; h_0,2 = h₁ + h₂ – a = 35 + 35 – 5 = 65 см.

Определение глубины заделки колонны в фундаменте

· Сборные колонны соединяют с фундаментами путём их заделки в специальные гнёзда (стаканы), оставляемые в фундаментах при бетонировании.

· Глубина заделки колонны в фундаменте H_an должна быть не менее:

H_an ³ 1,4h_k = 1,4×450 = 630 мм; H_an ³ 25D = 25×36 = 900 мм;

здесь D – диаметр продольной арматуры колонны.

· Принимаем H_an = 900 мм, предусматриваем зазор между нижней гранью колонны и дном стакана D = 50 мм, тогда глубина стакана: H_g = H_an + D = 900 + 50 = 950 мм.

· Толщина дна стакана должна быть не менее 200 мм:

t_g = h_f – H_g = 1150 – 950 = 200 мм = t_g,min = 200 мм. Условие выполняется.

Определение размеров ступеней в плане

· Определяем минимальные размеры ступеней из условия работы фундамента на продавливание:

a₂ ³ h_k + 2h₃ = 450 + 2×450 = 1350 мм;

a₁ ³ h_k + 2(h₂ + h₃) = 450 + 2×(350 + 450) = 2050 мм.

· Назначаем ширину выноса верхней ступени b₃ = 555 мм (для всех случаев), тогда ширина верхней ступени составит:

a₂ = h_k + 2b₃ = 450 + 2×555 = 1560 мм > 1350 мм,

а ширину выноса средней b₂ и нижней b₃ ступени – примерно одинаковой:

b₂ » b₃ » (a_f – a₂)/4 = (3800 – 1560)/4 = 560 мм.

· Принимаем b₂ = 555 мм и b₃ = 565 мм, тогда ширина средней ступени составит:

a₁ = a₂ + 2b₂ = 1560 + 2×555 = 2670 мм > 2050 мм.

· Консольные вылеты ступеней:

l₁ = b₃ = 565 мм; l₂ = b₃ + b₂ = 565 + 555 = 1120 мм;

l₃ = b₂ + b₃ + b₁ = 565 + 555 + 555 = 1675 мм.

· Назначаем зазоры между стенками стакана и гранями колонны: сверху d¢ = 75 мм, снизу d = 50 мм.