6. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения

Определить основные размеры и спроектировать столбчатый центрально нагруженный фундамент под колонну.

Здание коридорного типа 36х15х15м с неполным поперечным каркасом, с подвалом.

Нормативная и расчетная нагрузки на фундамент колонны (суммарные с учетом надежности и сочетания от грузовой площади), принимаются по табл.2

Таблица 2

Варианты нагрузок на фундамент колонны

№ по журналу	Нагрузка N, кН		№ по журналу	Нагрузка N, кН
	Нормативная	Расчётная		Нормативная	Расчётная
1	2160	2490	17	2800	3290
2	2200	2540	18	2840	3340
3	2280	2590	19	2880	3390
4	2320	2640	20	2920	3440
5	2360	2590	21	2960	3490
6	2400	2740	22	3000	3540
7	2440	2790	23	3040	3590
8	2480	2840	24	3080	3640
9	2520	2890	25	3120	3690
10	2560	2940	26	3160	3740
11	2600	2990	27	3200	3790
12	2640	3040	28	3240	3840
13	2680	3090	29	3300	3890
14	2720	3140	30	3340	3940
15	2760	3190	31	3380	3990
16	2800	3240	32	3420	4040

Поперечное сечение сборной колонны каркаса 400х400 мм.

6.1. Определение размеров подошвы фундамента

Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом

 = 18,7 кН/м³ и коэффициентом пористости е=0,778 (по расчету см. п.2.1).

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком,

R_о = 0,2 мПа (по расчету см. п. 2.1).

Глубина заложения подошвы фундамента от планировочной поверхности площадки с учетом глубины подвала (d_b), толщины пола подвала (h_рр) и высоты столбчатого фундамента (h_f ) определяется как

d = d_b + h_рр + h_f (м)

Высота фундамента h_f, определяется глубиной стакана (h_s) равной (1…1,5)h_к,толщиной днища стакана, определяемой из условия продавливания и принимаемой не менее 200мм и фундаментной плиты, состоящей из одной, двух или трех ступеней высотой не более 0,5 метра.

При h_к= 400мм принимаем h_s = 0,6м, толщина подстаканника 0,3м, фундаментную плиту из двух ступеней по 0,5м каждая.

h_f = 0,6 +0,3 +1,0 = 1,9м

Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента

d = d_b + h_рр + h_f = 1,0 + 0,15 + 1,9 = 3,05м.

Предварительная площадь подошвы фундамента

A = N / (R - _md) = 2,160/ (0,20 – 0,02  3,05) = 16,00 м²;

Размеры фундамента A = b  ℓ = 4  4 = 16,0 м².

Расчетное сопротивление грунта основания при b = 4м

Принимаем R = 400 кПа.

Площадь подошвы фундамента

A = N / (R - _md) = 2,160/ (0,40 – 0,02  3,05) = 6,37 м²;

Принимаем монолитную плиту A = b  ℓ = 2,53  2,53 = 6,36 м².

4 – 2.53 = 1,47, что больше 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 2,53 + 195,321) = 377,0 кПа.

A = N / (R - _md) = 2,160/ (0,377 – 0,02  3,05) = 6,82 м²;

A = b  ℓ = 2,6  2,6 = 6,76 м².

2,6 - 2.53 = 0,07, что менее 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 2,6 + 195,321) = 379,0 кПа.

Вес фундаментной плиты

G_f = Ah_p_ = (6,76+3.24) ∙ 0,5∙ 0,024 = 0,12 мН.

Вес стакана под колонну

G_s = 1,0  1,0  0,9  0,024 = 0,021 мН

Вес грунта на обрезах фундамента

G_q1 = (A - A_s) h_q _q = (6,76 – 1,0)  0,9  0,018 = 0,093 мН.

G_q2 = (A – A₁) h_q _q = (6,76 – 3,24)  0,5  0,018 = 0,031 мН.

G_q = 0,093 + 0,031=0.124 мН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Р=357 кПа < R = 379 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 5,8% < 10%, следовательно, фундамент запроектирован рационально.

Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 2,6 х 2,6 м с высотой h_п = 0,5 м.

Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N = 2,490 мН.

От веса фундамента G_f = 1,1∙(0,12+0,021) = 0,160 мН,

От грунта на уступах фундамента G_q = 1,15 ∙ 0,124 = 0,143 мН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок