Расчет и конструирование центрально нагруженного фундамента под колонну

Исходные данные для проектирования

- Расчетное усилие в заделке Nfun = 1642,6 кН

- Нормативное усилие Nnfun = Nfun : γfm=1642,6 : 1,15= 1428,3 кН;

- Условная (без учета района строительства и категории грунта) глубина заложения Hf = 1,5 м

- Расчетное сопротивление грунта (по заданию) Rгр = 0,3 МПа

- Средний вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его уступах γm = 20 кН/м3

- Фундамент проектируется монолитным, многоступенчатым из тяжелого бетона класса В20 (γb1 = 0,9) Rbt = 0,81 МПа

- Армирование фундамента выполнить арматурой класса А400 (Rs = 355 МПа)

Определение геометрических размеров фундамента

Размер стороны квадратной подошвы:

Назначаем а = 2,3 м, тогда давление под подошвой фундамента при действии расчетной нагрузки:

Рабочая высота фундамента из условия прочности на продавливание:

Hf = h0 + аз = 305,8 + 50 = 355,8 мм ≈ 350 мм (аз = 35 ÷ 70 мм – толщина защитного слоя)

По условию заделки колонны в фундамент:

Hf = 1,5hc + 250 = 1,5 × 300 + 250 = 600 мм.

По условию анкеровки сжатой арматуры (арматура колонны) диаметром 25 А400 в бетоне класса В20:

H = λan d + 250 = 20 × 25 + 250 = 750 мм, где λan = 20.

С учетом удовлетворения всех требований принимаем окончательно двухступенчатый фундамент:

Hf = 750 мм, мм, высоту нижней ступени h1 = 400 мм (h01 = h1 − аз = 350 мм).

Проверяем соответствие рабочей высоты нижней ступени h01:

Минимальное значение поперечной силы Qb,min:

т.е. прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Ширина второй ступени аф1 = 1100 мм.

Проверяем прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды

Условие прочности на продавливание удовлетворяется.

Определение площади рабочей арматуры

Изгибающие моменты в расчетных сечениях фундамента:

Необходимая площадь сечения арматуры для каждого направления на всю ширину фундамента определяется как большее из двух следующих значений:

Нестандартную сетку принимаем с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 15 Ø 12 А400 (As = 1696,5 мм2) и шагом 150 мм.

Проверяем достаточность принятого армирования фундамента: