 |
Расчет центрально-нагруженного отдельного фундамента под монолитную колонну
|
|
|
|
5.1 Определение размеров фундамента в плане
Расчет фундамента состоит из двух частей: первая включает определение формы и размеров подошвы фундамента, вторая – определение высоты фундамента, размеров его ступеней, сечения арматуры подошвы фундамента.
Для бетона класса С 16/20 принимаем по таблице 6.1 из СНБ нормативные и подсчитанные характеристики:
- нормативное сопротивление бетона осевому сжатию 
МПа;
- коэффициент безопасности по бетону 
;
- расчетное сопротивление бетона сжатию 
МПа.
Глубину заложения фундамента принимается в зависимости от глубины промерзания грунта в неотапливаемых зданиях и минимальная глубина заложения фундамента во всех грунтах, кроме скальных, не менее 0,5м от поверхности наружной планировки.
Глубина промерзания для г. Витебска: Нпром=1,42м.
Таким образом, по технологическим и конструктивным соображениям принимаем высоту фундамента 1,4м.
Глубина заложения фундамента:
Нf= h + 
=1,42 + 0,05=1,47м > Нmin=0,5м
Принимаем Нf=1,5м.
- отметка верха фундамента.
Размеры фундамента в плане определяют из расчёта оснований по деформациям. При этом должно соблюдаться условие:
(5.1)
Р – среднее давление на грунт;
R – расчётное сопротивление грунта.
Расчёт ведётся методом последовательного приближения. В первом приближении определяем размеры подошвы фундамента по условному расчётному сопротивлению грунта.
Площадь подошвы фундамента:
(5.2)
Nn – нормативная продольная сила, передаваемая колонной на уровне пола первого этажа кН;
(5.3)
- усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке, принимаемый 1,4;
- средний удельный вес материала фундамента грунта на его уступах;
d – глубина заложения фундамента.
|
|
|
Размеры подошвы фундамента:
Принимаем фундамент квадратного сечения в плане (размеры кратны 300) 
Уточняем расчётное сопротивление грунта с учётом принятых размеров фундамента: 
(5.4)
где gС1 и gС2 – коэффициенты условий работы, gС1 =1,25 и gС2 =1,1;
k – коэффициент, принимаемый: k=1,1;
kZ – коэффициент принимаемый kZ=1 при b<10м;
b – ширина подошвы фундамента;
gII = 19 кН/м3- усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;
g1II – то же, залегающих выше подошвы фундамента;
СII=4 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
db=0 – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;
Мg, Мq, Мс – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице, в зависимости от угла внутреннего трения φ;
d1=1,5 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений;
При φ=360 Mγ=1.81, Mq=8.24, Mc=9.97.
Уточняем размеры подошвы фундамента по расчётному сопротивлению грунта R=473,1кПа
Площадь подошвы фундамента:
Размеры подошвы фундамента:
Принимаем размеры кратно 300: 
условие выполняется.
Высоту фундамента определяют из условия его прочности на продавливание в предположении, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 450 к вертикали. Необходимо, чтобы контур фундамента охватывал пирамиду продавливания.
Рабочая высота центрально-нагруженного фундамента определяется по формуле:
(5.5)
где 
размеры сечения колонны;
расчетное сопротивление бетона растяжению;
;
Таким образом, минимальная высота фундамента равна:
с – толщина защитного слоя;
Т.к. 
=0,45м<0,509< 0,9м, то фундамент двухступенчатый с высотой ступени 300мм.
Поскольку фундамент не имеет поперечной арматуры, высота ступени должна быть проверена на прочность по наклонному сечению по условию восприятия поперечной силы бетоном:
|
|
|
(5.6)
(5.7)
Получаем: 
По формуле (5.6) получаем:
Условие прочности выполняется, поэтому принимаем двухступенчатый фундамент с высотой ступени h=300мм.
Армирование фундамента осуществляется сварными сетками арматуры класса S240 в обоих направлениях. Шаг арматуры принимаем S=50-200мм; диаметр d 
10мм.
Площадь арматуры определяем из расчёта на изгиб консольного выступа плитной части фундамента от действия давления грунта в сечениях, на грани колонны и на гранях ступеней.
Изгибающие моменты в расчётных сечениях:
Площадь сечения рабочей арматуры:
По наибольшей требуемой площади сечения арматуры принимаем 9Æ18 с Ast=22,90см 
, устанавливая их с шагом 200 мм (графическая часть поз.15).
Принимаем сетку С5 из арматуры класса S400 диаметром 18 мм с ячейкой размером 200х200.
Рисунок 5.1 – Конструкция монолитного фундамента
|
|
|
