5.2 Расчет монолитного центрально нагруженного фундамента

Рис. 10 Схема строения фундамента

Верх фундамента располагаем на отметке -0,150 м.

b = h = 250 мм

R_o = 0,25 МПа

Глубина заложения фундамента

H_f = 1,85 м

R_bt = 1,15*0,9=1,04 МПа

R_s = 355 МПа

Nⁿ = 356,58 кН

N = 412,79 кН

Усредненный вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах принимаем равным γ_mt = 20 кН/м²

Требуемую площадь подошвы фундамента определяем по формуле

(5.6)

A_f,tot = 1,43 м²

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее a_f = 1,5 м

Принимаем a_f = =1.2→1.3 м

А_f = 1.69 м²

Давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки вычисляем по фомуле:

(5.7)

р = 0,24 кН

Высота фундамента: Н = 1.85-0.15=1.7 м

Расстояние от наиболее растянутой грани подошвы фундамента до центра тяжести стержней продольной арматуры в плитной части принимаем равным а = 50 мм.

Ширину стакана в уровне верха назначаем 400 мм, в уровне низа 350 мм. Величину заделки колонны в стакан фундамента принимаем равной h_з = 375 мм, при этом глубина стакана составляет h_cf = 425 мм. Толщину стенок стакана назначаем равным 200 мм. Тогда ширина подколонника составит l_cf = 800 мм.

Высота плитной части конструктивно равна h_pl = 1275 мм.

Уточняем требуемую рабочую высоту плитной части по формуле

(5.8)

h_o,pl = -125+303=178 мм

C учетом а = 50 мм требуемая высота плитной части составит

(5.9)

h_pl = 178+50=228 мм < 1275 мм

Высоту плитной части окончательно принимаем: h_pl = 1275 мм

Тогда рабочая высота плитной части составит: h_o,pl = 1225 мм

Вылет подошвы фундамента равен

250 мм

Плитную часть фундамента выполняем одноступенчатой, высоту назначаем h₁ = 300 мм

Рабочая высота первой ступени будет равна h_0,1 = 250 мм

Проверку прочности нижней части фундамента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении производим из условия

Q ≤ Q_b,min (5.10)

Q = (0,5(1300*800)-300)*1*0,24=-12 кН

Q_b,min=0,5*1,04*1*250=130 >0

Условие выполняется, т.е. прочность нижней части фундамента по поперечной силе обеспечена.

Расчет на продавливание плитной части от низа подколонника на производим по формуле

(5.11)

F – продавливающая сила, принимается равной N

412,79 кН < 1,04*4(250+250)*250=520000 Н=520 кН

Условие выполняется продавливание не происходит.

Проверку плитной части фундамента на раскалывание от действия продольной силы производим из условия:

(5.12)

μ = 0,75 - коэф трения бетона по бетону

γ_g = 1,3 – коэф, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом

А_b – площадь вертикального сечения фундамента в плоскости, проходящей по оси сечения колонны параллельно стороне подошвы, для одноступенчатого фундамента

А_b = 1300*300+800(1400-375-50)=1170000 мм²

Выполним проверку: 412,79 кН < 2*0,75*1,3*1170000*1,04=2372,76 кН

Условие выполняется, раскалывания не происходит.

Площадь сечения арматуры подошвы фундамента определяется из условия

(5.13)

М_1-1 = 0,125p(a-h)² *a=0.124*0.24(1300-250)² *1300=42997500 Нмм

М_2-2 = 0,125p(a-a₁)² *a=9750000 Нмм

A_s,1-1 = 122,06 мм²

A_s,2-2 = 105,55 мм²

A_s,min = 17,44 мм²

Для подошвы фундамента 1500 мм кол-во стержней продольной арматуры в плитной части, устанавливаемой с шагом 200 мм, будет равно 7 шт. так как минимальный диаметр арматуры в плитной части фундамента 12 мм, окончательно принимаем сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 7 Ø 12 A_s = 792 мм²