5. Розрахунок і конструювання фундаменту колони.

Фундамент розраховується на дію навантажень, які передаються з колони першого поверху, навантаження від власної ваги фундаменту і ґрунту, що знаходиться на його уступах.

Навантаження від власної ваги фундаменту і ґрунту на його уступах враховують відніманням із розрахункового опору ґрунту величини _mH₁, де _m = 20 kН/м³ – усереднена вага одиниці об’єму фундаменту і засипки над ним, H₁ – глибина закладання фундаменту.

Фундамент під центрально-навантажену колону проектують квадратним в плані. Потрібна площа підошви фундаменту:

,

(5.1)

де N – поздовжня сила, що передається колоною на фундамент, обчислена за формулою (4.13);

R₀ – розрахунковий опір ґрунту по завданню;

_n = 1.15 – коефіцієнт надійності за навантаженням;

,

тут – довжина замурування колони у стакан (h_c – розмір поперечного перерізу колони, d – діаметр стержнів колони);

h_f  – глибина закладання фундаменту, яка призначається в залежності від гідрогеологічних умов на будівельному майданчику, глибини промерзання ґрунту, наявності підземного господарства та на основі техніко-економічних розрахунків, у відповідності зі СНиП 2.02.01-83.

По знайденій площі підошви фундаменту визначаються мінімальні розміри сторін квадратної підошви:

.

(5.2)

Остаточно розміри сторін підошви фундаменту a  а_min і b  b_min приймаються кратними 300 мм, а площа підошви А = ab.

Розраховується робоча висота фундаменту з умови продавлювання:

,

(5.3)

де b_c, h_c – розміри поперечного перерізу колони;

R_bt – розрахунковий опір бетону фундаменту на осьове розтягання;

–тиск ґрунту на одиницю площі підошви фундаменту.

Повну висоту фундаменту Н установлюють з умов: 1) продавлювання Н = h₀ + a, де тутd – діаметр арматури, с – захисний шар бетону, що дорівнює не менше 35 мм при установці фундаменту на бетонну підготовку і не менше 70 мм при відсутності бетонної підготовки; 2) закладення колони у фундамент h = (1…1.5)h_c + 50 + 200, мм; 3) анкерування поздовжньої арматури колони (10…18)d, де d – діаметр стержнів колони. З трьох значень приймається більше значення висоти фундаменту.

При висоті фундаменту Н < 90 см приймають два уступи, а при Н  90 см– три уступи. При цьому висота фундаменту приймається кратною 300 мм, а висота уступу – рівною 300 мм.

Робоча висота нижнього уступу приймається такою, щоб вона відповідала умові міцності за поперечною силою без поперечного армування у похилому перерізі, яке починається у перерізі ІІІ-ІІІ (див. рис. 11):

,

(5.4)

У формулі (5.4):

;

(5.5)

.

Розрахункові згинальні моменти у перерізах І-І і ІІ-ІІ від дії реактивного тиску ґрунту:

;	(5.6)
;	(5.7)
.	(5.8)

Переріз робочої арматури на усю ширину фундаменту обчислюється за формулами

;	(5.9)
;	(5.10)
.	(5.11)

З трьох значень перерізу робочої арматури приймають більше значення і по ньому приймається по сортаменту (табл. А.7 додатку А) кількість стержнів і їх діаметри.

50

Рис. 11. Фундамент під колону.

Армують фундамент зварними сітками зі стержнів періодичного профілю діаметром не менше 10 мм і кроком 100…200 мм в обох напрямках. Зварну сітку встановлюють по підошві фундаменту з дотриманням захисного шару бетону. Товщина нижньої плити під дном стакану повинна бути не менше 200 мм. Зазори між колоною і стінкою стакану повинні бути: по низу – не менше 50 мм, по верху – не менше 75 мм. Товщина стінок стакану по верху повинна бути не менше ¾ висоти верхньої ступені (а  0.75d₁)і не менше 200 мм.