2.1 Определяем размеры подошвы фундамента.

Предварительно принимаем минимальный по высоте фундамент - 0,9 м, тогда глубина заложения подошвы фундамента :

d₁ = 1,4 м

По таблице предварительно находим расчетное сопротивление грунта :

R₀ = 200 – 250 – 300 кПа

Принимаем = 250 кН / м²

Требуемая площадь подошвы фундамента :

_ср = 22 кН/м³ - усредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Площадь подошвы квадратного в плане фундамента с размерами сторон :

принимаем a  b =2,12,1 м =4,41 м²

2.2 Определяем фактическое расчетное сопротивление грунта:

по СНиП 2.02.01 – 83* находим :

С_n = 19 кПа = 19 кН / м²

_n = 17 ⁰

по формуле 7 СНиП 2.02.01 - 83* :

где : _c1 ; _c2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице:

_c1 = 1,1 ; _c2 = 1,0

k = 1,1 так как прочностные характеристики грунта _II и c_II приняты по таблицам.

M, M_q , M_c - коэффициенты принимаемые по таблице 4

M_ = 0.39 ; M_q = 2.57 ; M_c = 5.15

k_z = 1, так как b=1,5 м < 10 м

_II = _II’ = 18 кН / м³

_II - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента.

_II’ - то же, залегающих выше подошвы фундамента.

c_II(cⁿ) - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

d₁ - глубина заложения подошвы фундаментов

2.3 Так как R = 173,0 кН/м² не значительно отличается от принятого в первом расчете

R= 178кН/м², то уточняем расчет:

Принимаем окончательно фундамент с размерами подошвы

А=  = м².

2 .4 Определяем вес фундамента и грунта на обрезах.

N_{(ф+гр) ser} = Ad₁_ср = 1,422 = кН

Проверяем среднее давление на грунт под подошвой фундамента:

Следовательно, размеры подошвы фундамента достаточны.

4. Расчет тела фундамента.

3.1 Материал фундамента :

Бетон класса В-25 ;

R_b = 14,5МПа = 1,45 кН / см²

R_bt = 1,05 МПа = 0,105 кН / см² ; таблица 13 СНиП 2.03.01 - 84*

Арматура класса A-400

R_s = 355МПа ; таблица 22 СНиП

3.2 Определяем напряжение под подошвой фундамента от расчетных нагрузок с учетом веса фундамента и грунта на его уступах :

N_ф+гр = N_{ф+гр 0II}_f = 1,1 = кН

Полная минимальная высота фундамента: h_f,min = h₀ + a_з

где : h₀ рабочая высота сечения.

h_к ; b_к - размеры поперечного сечения колонны

a_з = 4 см - толщина защитного слоя бетона

R_bt = 0,105 кН / см² = 1050 кН / м²

Высота фундамента с учетом конструктивных требований из условия заделки колонны:

h = 2,5 h_k + 0,65 = 2,50,3 + 0,65 = 1,4 м; h  h_q + 20 = 53 + 20 = 73 см

где : h_q = 30d₁ +  = 301,6 + 5 = 53 см

d₁ = 16 мм - диаметр продольных стержней колонны.

 = 50 мм - зазор между торцом колонны и дном стакана.

Принимаем толщину стенок стакана поверху 225 мм и зазор 75 мм

Размеры подколонника в плане:

a ₁=h_k+h_с+275=300+450+150=900 мм

Принимаем высоту фундамента: h=900 мм

Высота нижней ступени 300 мм

h₀ = 90 - 4 = 86 см

h₀₁ = 30 - 4 = 26 см

3 .3 Определяем поперечную силу у грани колонны и у грани башмака:

Расчет на действие поперечной силы не производят если выполняется условия :

Q_I  _b3 · R_bt · b · h₀

Q_II  _b3 · R_bt · b · h₀’

где : _b3 = 0,6- коэффициент, принимаемый для тяжелого и ячеистого бетонов.

Q_I < 0,6· 750 · 1,5 · 0,86 = 580,5 кН Q_I=144,5 < 580,5 кН

Q_II < 0,6 · 750 · 1,5 · 0,26 = 175,5 кН Q_II=72,2 < 175,5 кН

Условия выполняются, прочность на действие поперечной силы обеспечивается.

3.4 Прочность фундамента на продавливание по поверхности пирамиды, ограниченной плоскостями, проведенными под углом 45 к боковым граням колонны проверяют по формуле:

F  _b · R_bt · u_m · h₀’

где : F- расчетная продавливающая сила

_b = 1- коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона

u_m- среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания в пределах полезной высоты фундамента h₀

Для фундаментов с квадратной подошвой :

u_m = 2  ( b₁ + a₁ + 2h₀₁ ) = 2  (0,9+0.9+2·0,26) = 4,64 м

F = N_р - P_гр·Aос

где : A_ос = (a₁ + 2h₀ ) · ( b₁ + 2h₀ ) - площадь основания пирамиды продавливания

N_р = N+ N_ф+г = 285.0 + 76,2 = 361.5 кН

A_ос = (0,9+2·0,26) · (0,9+2·0,26) = 2,016 м²

F = 361.5 – 160.5 · 2,016= 37.9кН ; F =<0< 1·750·4,64·0,26 = 904,8 кН

Вывод : прочность фундамента на продавливание обеспечена.