5 Конструирование и расчет фундамента под колонну

5.1 Исходные данные

Рассматриваем здание одноэтажное, каркасное, производственное. Рассчитываем отдельностоящий сборный фундамент под двухветвевую колонну среднего ряда размерами сечения в подкрановой части 1400*500.

Характеристики грунта по заданию Rо=3,8 МПа.

Материал фундамента бетон класса C20/25 f_cd=13.33МПа. Для рабочих стержней арматура S400, f_ud=367Мпа, для подъёмных петельS240, f_ud=210МПа.

Нагрузки на фундамент.

В соответствии с приведенным расчетом, расчетные усилия от колонны действующие на уровне обреза фундамента; M170,715 кНм ; N1952,99 кН;V =18,724 кН

Нормативные усилия с учетом усредненного коэффициента надежности по нагрузке 1,15.

5.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента

Глубину заложения фундамента принимается в зависимости от глубины промерзания грунта в не отапливаемых зданиях и минимальная глубина заложения фундамента во всех грунтах, кроме скальных, рекомендуется принимать не менее 0,5м от поверхности наружной планировки.

Глубина промерзания для города Гомеля:

Н_пром=0,55м

Глубина заделки двухветвевой колонны

Глубина анкеровки из условия достаточной анкеровки арматуры

где d- диаметр арматуры колонны d=16мм

Тогда требуемая высота фундамента

где b- зазор между колонной и дном стакана =50мм

h_pl.min- минимальная высота плитной части фундамента 200мм из условия его продавливания

Принимаем высота фундамента кратной 300мм

Глубина заложения фундамента:

d=h_f+0,15=1,5+0,15=1,65м Принимаем однаступенчатый фундамент с высотой ступеней 300мм.

5.3 Определение размеров подошвы фундамента

Определим площадь фундамента по формуле

назначаем отношение сторон фундамента 0,85, тогда:

. Принимаем

Принимаем

Для исключения возникновения в грунте пластических деформаций

также должны соблюдаться следующие условия

Краевые давления определяем по формуле:

где Nnf – нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах

Mnf – нормативный изгибающий момент в уровне подошвы фундамента

еo – эксцентриситет продольной силы

т.к. , то имеем трапециедальную эпюру давления грунта.

Условия выполняются, следовательно, принятые размеры фундамента достаточны.

5.4 Расчет фундамента по прочности

Расчет на продавливание

Определяем рабочую высоту плитной части фундаментаy

где N-расчётное продольное усилие.

Р - отпор грунта

Минимальная высота плитной части фундамента из условия прочности на продавливание

где с - толщина защитного слоя

, что меньше принятых 300мм.

5.5 Определение сечений арматуры фундамента

Расчетное давление грунта по подошве фундамента

где M_f – изгибающий момент от расчетных нагрузок на уровне подошвы фундамента

W – момент сопротивления подошвы фундамента

Расчетные изгибающие моменты определяем как для консольной балки, нагруженной давлением грунта.

где -расчетное давление грунта

Для сечения 1-1

Для сечения 2-2

Требуемое сечение арматуры

Для сечения 1-1

Для сечения 2-2

Принимаем арматуру параллельно длинной стороне 1310 S400, А_s=1099мм с щагом 200 мм

Арматура, устанавливаемая параллельно меньшей стороне фундамента

Принимаем арматуру в направлении меньшей стороны фундамента 1410мм S400, А_s=1020,5 мм² с щагом 200 мм