Расчёт и конструирование фундамента под колонну

Для расчёта центрально нагруженного фундамента определяется расчётная нагрузка на уровне его верха.

Значение расчётной продольной силы, действующей на уровне верха фундамента, N см. в табл. 3.

Высота фундамента по конструктивным требованиям принимается из условий:

H_f=b_c+250 мм; (4)

H_f³(10 ÷ 18)d+270 мм, (5)

где b_c и d – соответственно больший размер сечений колонны и наибольший диаметр арматуры в колонне:

(10÷18) – численный множитель к d, принимаемый по [7, табл. 19].

Из двух условий принимается большее значение, которое округляется в большую сторону до величины кратной 150 мм.

Площадь подошвы фундамента определяется по формуле

,

где R – расчётное сопротивление грунта (согласно заданию), МПа;

g_m = 20 кН/м³ – усреднённая нагрузка от единицы объёма фундамента и грунта на его уступах;

H₁=H_f+150 мм – глубина заложения фундамента;

N_ser – расчётная продольная сила с g_f = 1, определённая по формуле N_ser=N.

По полученной формуле находят размеры квадратного в плане фундамента , которые округляют до величины кратной 300 мм.

Необходимая рабочая высота фундамента из условий прочности его на продавливание определяется по формуле

,

где - давление на грунт основания от расчётных нагрузок.

При этом минимальная допустимая высота фундамента составит

. (6)

где т – толщина защитного слоя бетона, равная 35 мм (при наличии под фундаментом песочно-гравийной подготовки) или 70 мм (если подготовки нет);

d – диаметр арматуры, который предварительно можно принять равным 10 мм.

Из условий (4), (5) и (6) окончательно принимают большее значение H_f кратное 150 мм с округлением в большую сторону и вычисляют значение H_of, используя выражение (6).

Армирование фундамента по подошве определяют расчётом по нормальному сечению, проходящему по грани колонны. Изгибающий момент в этом сечении равен

M=0,125×p×a_f×(a_f - b_c)².

Сечение A_s рабочей арматуры на всю ширину фундамента находим из условия

.

Количество ступеней фундамента принимается в зависимости от его высоты [7, табл. 17]. При H_f £ 450 мм принимается одноступенчатый фундамент, при 450 мм < H_f < 900 мм – двухступенчатый; при H_f ³ 900 мм – трёхступенчатый. Высота ступеней берётся равной 300 и 450 мм.

Конструирование ступеней фундамента выполняется так, чтобы грани пирамиды продавливания, проведённые под углом 45°, не пересекали ступеней фундамента.

Фундамент армируется плоской сеткой с размером ячеек 100 – 200 мм при диаметре стержней не менее 10 мм (если a_f£3 м) и 12 мм (если a_f>3 м) /7/.