24. Расчет центрально нагруженных отдельных фундаментов под колонны.

Расчет фундамента состоит из двух частей: расчета основания (определяют форму и размеры подошвы) и те­ла фундамента (высоту фундамента, размеры его ступе­ней и сечения арматуры).

Расчет основания фундамента. Определение размеров подошвы фундамента производят при допущении, что реактивное давление на грунт по подошве фундамента распределяется по линейному закону, например при центральном нагружении по прямоугольной эпюре (рис. 10.3). В действительности распределение давления зависит от свойств грунта, жесткости фундамента и имеет бо­лее сложный характер. Однако, как показали исследова­ния, принятое допущение упрощает расчет и не приводит к ошибкам.

Нагрузками, создающими давление на грунт, являют­ся продольная сила N, передаваемая колонной, и соб­ственный вес фундамента, включая вес грунта на его сту­пенях G_ф. Площадь подошвы А_f должна быть подобра­на так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало расчетного давления на грунт R₀:

Значение продольного усилия принимают с коэффици­ентом надежности по нагрузке Yf = 1поскольку расчет основания производят по деформациям. Обозначив глу­бину заложения подошвы фундамента Н получают:

откуда

По найденной площади устанавливают размеры сторон подошвы фундамента, округляя их в большую сторону до значения, кратного 30 см, если применяют металлическую инвентарную опалубку, и 10 см при использовании неин­вентарной опалубки.

Далее переходят к расчету прочности тела фунда­мента.

Расчет тела фундамента. Высоту фундамента опре­деляют из условия его прочности на продавливание в пред­положении, что продавливание происходит по поверхно­сти пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 45⁰ к вертикали.

Расчет на продавливание выполняют по периметру колонн и по пирамиде, наклоненной под углом 45⁰ и 26,6⁰.

Расчет на продавливание по периметру колонны ведут исходя из условия:

где – касательные напряжения среза при продавливании, – сопротивление на срез при продавливании.

– периметр колонны

Расчет на продавливание по пирамиде ведут исходя из условия:

c – расстояние от грани колонны до рассматриваемого сечения

– периметр нижнего основания пирамиды продавливания

– коэффициент продольного армирования

Если – то высота ступеней достаточна, если – то недостаточна. Создаем фундамент в котором не будет происходить продавливания.

Расчет арматуры по подошве фундамента:

Отсюда

25. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов под колонны.

Фундамен­ты под внецентренно сжатые колонны испытывают воз­действие нормальной силы N, изгибающего момента М и поперечной силы Q (рис. 10.4,а). При небольших мо­ментах фундаменты проектируют квадратными в плане, при значительных — прямоугольными с большим разме­ром в плоскости действия момента.

Требуемую площадь фундамента определяют предва­рительно по формуле с коэффициентом 1,2...1,6, учитывающим влияние момента:

Вычислив площадь подошвы фундамента и задавшись соотношением сторон b/a= (0,65...0,85), определяют a и b.

Затем находят максимальное и минимальное давление под краем подошвы в предположении линейного распре­деления напряжений в грунте (рис. 10.4, б,г):

— эксцентриситет продольной силы относительно цент­ра тяжести подошвы фундамента.

При этом должны выполняться условия

Расчет на продавливание такой же как для центрально-нагруженных фундаментов (напряжение среза сравниваем с максимальным сопротивлением срезу).

Расчет армирования подошвы:

В направлении действия момента:

В направлении перпендикулярном плоскости действия момента:

После определения моментов подсчитывают требуе­мое количество арматуры в каждом направлении по фор­муле