5. Расчет центрально нагруженного фундамента под сборную колонну фундамента.

5.1. Исходные данные для проектирования.

Фундамент под колонну проектируем ступенчатым с повышенным стаканом для заделки колонны, вверх фундамента располагается на отметке -0,150 м, за отметку 0,000 м принят уровень чистого пола 1-ого этажа. Глубина заложения фундамента принята равной 1,75 м района строительства. Высота фундамента составляет от глубины заложения d.

H=1,75-0,15=1,6

Из расчета следует, что фундамент нагружен только продольной силой, приложенной к оси колоны, следовательно, фундамент является центрально нагруженным. Материалом фундамента назначаем бетон класса В15 с расчетными характеристиками R_b=8,5 МПа, R_bt=0,75МПа. Коэффициент условия работы бетона γ_b2=1 (бетон твердеет во влажном грунте и эксплуатируется).

В качестве арматуры фундамента принимается стержни А500 с R_s=355 МПа. Фундамент опирается на естественное основание. Расчетное сопротивление грунта основания составляет: R₀=0,32 МПа.

Из сбора нагрузок на колонны следует, что к обрезу фундамента приложена вертикальная сосредоточенная нагрузка, передаваемая колонной 1-ого этажа, расчетное значение этой нагрузки N₁=4192,04 кН по величине этой нагрузки будет подбираться арматура подошвы фундамента, для определена размеров подошвы фундамента необходимо найти величину нормативной (эксплуатационной) нагрузки.

Изгибаемого момента и поперечной силы на обрезе фундамента нет.

5.2 Определение размеров подошв фундамента и конструирование тела фундамента.

Так как фундамент центрально нагружен, и нет особых условий в задании, то его проектируем квадратным в плане. Площадь подошвы фундамента при заданной нагрузке составляет:

Размеры сторон подошвы:

Назначаем размеры подошвы фундаменты a=b=3,6м.

5.3 Назначение размеров подколонника и плитной части.

Стенки стакана подколонника принимаем толщиной

Подколонник проектируем квадратным в плане с размерами сторон:

Так как размеры должны быть кратны 0,3 то

Полную высоту плитной части Н у грани подколонника ориентировочно можно принять равной 2/3 ее вылета

Плиту назначаем двухступенчатой, высотой H=90см. Верхнюю ступень принимаем с уклоном 1:1, высотой 45см и вылетом 45 см. Нижнюю (подошвенную) ступень принимаем высотой 45 см и вылетом 90 см.

Определяем высоту фундамента исходя из 2 условий:

1. По глубине заделки тела колонны в фундамент :

см.

2. По пирамиде продавливания после замоноличивания стыка:

Назначенная выше высота фундамента 160>157,5 следовательно она может быть оставлена без изменений.

5.4 Подбор арматуры в подошве фундамента.

В результате приложения нагрузки к обрезу фундамента, подошва фундамента испытывает реактивный отпор грунта оснований. Распределение давления под подошвой фундамента равномерное.

Площадь сечения арматуры плиты определяем на всю ширину подошвы фундаменты.

Сечение 1-1:

H=90 см.

b=360

Сечение 2-2

h₁=45 см.

b=360

Принимаем в каждом направление по 1-ой сетки с типовой шириной 3,5м с рабочими стержнями Ø 14 мм; шаг рабочих стержней в сетках 17,5см. Общее количество стержней в каждом направлении 21 с А_s=21х1,539=32,32 см².

Процент армирования расчетных сечений

Подколонник армируется конструктивно объемным каркасом, свариваемым из 4 плоских каркасов с вертикальными стержнями Ø=12мм, и шагом 40 см.

Стаканная часть подколонника армируется пакетом сеток из стержней Ø 8 мм с шагом сеток 15 см.