Размер подошвы должен удовлетворять условиям, при γf=1:
где N и M – нормальная сила и момент в уровне верхнего обреза фундамента; A и W – площадь и момент сопротивления подошвы; H – глубина заложения подошвы; γm – усредненная нагрузка на единицу объема фундамента и засыпки (принимается 20 кН/м3); α≥0 – при кранах грузоподъемностью менее 75 т, p – среднее давление под подошвой (по оси колонны); R – расчетное давление на грунт (по второй группе предельных состояний).
Ориентировочно можно считать, что вес фундамента и засыпки составляет 15-20% от усилия N. Тогда можно записать (β=1,15…1,20)
где a и b – размеры подошвы фундамента; e0 = M/N.
Для определения размеров подошвы фундамента рассчитываем нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузкам γf=1:
- для 2-го сочетания нагрузок крайней колонны
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Определяем размеры подошвы фундамента при R=250 кПа и 
=1,15. Для первого сочетания нагрузок эксцентриситет:
Тогда в первом приближении:
Так как a0 <b0, то:
Принимаем фундамент 1,8 х 1,2 м.
- для 4-го сочетания нагрузок крайней колонны
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Определяем размеры подошвы фундамента при R=250 кПа и =1,15. Для второго сочетания нагрузок эксцентриситет:
Тогда в первом приближении:
Так как a0 <b0, то:
Принимаем фундамент 1,8 х 1,2 м.
- для 1-го сочетания нагрузок средней колонны
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Определяем размеры подошвы фундамента при R=250 кПа и =1,15. Для третьего сочетания нагрузок эксцентриситет:
Тогда в первом приближении:
|
|
Так как a0 ≤ b0, то:
Принимаем фундамент 1,8 х 1,2 м.
- для 3-го сочетания нагрузок средней колонны
Вычисляем вертикальную силу и момент в уровне подошвы фундамента:
Определяем размеры подошвы фундамента при R=250 кПа и =1,15. Для четвертого сочетания нагрузок эксцентриситет:
Тогда в первом приближении:
Так как a0 ≤ b0, то:
Принимаем фундамент 2,1 х 1,5 м.
К дальнейшему расчету принимаем фундамент с большими размерами подошвы (3-е сочетание: 2,1 х 1,5). Короткую сторону подошвы увеличиваем до 1,5м по конструктивным соображениям, поскольку при размере 1,2м невозможно запроектировать подколонник сечением 1,2 х 0,9м, размеры которого в свою очередь обусловлены сечением колонны 0,4 х 0,6 м.
5.2 Расчет тела фундамента
Определение высоты фундамента
Для назначения окончательной высоты фундамента определим толщину дна стакана из условия прочности на продавливание:
Здесь в первом приближении принято p1=0,005, k=1,5 и для внецентренно нагруженного фундамента β =1,5.
Полная высота фундамента определяется суммой толщины дна стакана, защитного слоя бетона, глубины заделки колонны в фундамент и подливки: hmin=0.25+0.08+0.8+0.05=1.18 м. Принимаем высоту фундамента 1,35 м.
Так как фундамент стаканного типа, проверим его прочность на раскалывание.
Вычисляем площадь вертикальных сечений за вычетом площади стакана в направлении длинной «а» и короткой «b» стороны подошвы:
Так как Ab/Aa=0,96/1,3=0,738 больше чем bc/hc=0,4/0,6=0,667, то вертикальное усилие, которое может воспринять фундамент, не раскалываясь, вычисляем как:
|
|
Полученное вертикальное усилие больше максимального расчетного усилия NSd,0=609,1 кН, поэтому прочность на раскалывание обеспечена.
Проверяем прочность нижней ступени на поперечную силу в направлении длинной стороны подошвы фундамента «а»:
прочность обеспечена.
Определим периметр вышележащей ступени фундамента:
Так как 4,2 ≥ 11d1=11*0.36=3.96 м, то расчет нижней ступени на продавливание не производится, выполняется только расчет на действие поперечной силы. Принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям прочности.
Для расчета площади арматуры подошвы фундамента сначала определим реактивное давление под подошвой, затем изгибающие моменты в сечениях 1-1 2-2 и 1’-1’, 2’-2’:
- реактивное давление под подошвой фундамента pmax=314,92 кН/м2:
- изгибающие моменты в сечениях:
Требуемую площадь арматуры:
- в направлении длинной стороны подошвы:
- в направлении короткой стороны подошвы:
В направлении длинной стороны подошвы фундамента принимаем
14 ᴓ 10, АS = 10,99 см2 ≥ АS1,max = 3,16 см2.
В направлении короткой стороны подошвы фундамента принимаем
10 ᴓ 10, АS = 7,85 см2 ≥ 
= 1,25 см2.
При принятых размерах фундамента и армирования проверим прочность дна стакана на продавливание.
Рабочая высота дна стакана:
d = h - c – hc – 0,05 = 1,35 – 0,09 – 0,6 – 0,05 = 0,61 м.
Длина критического периметра:
u = 2hc + 2bc + 3πd = 2 
0,6 + 2 0,4 + 3 3,14 0,61 = 7,75 м.
Площадь внутри критического периметра:
Ар = 0,6 0,4 + 3 0,61 (0,6+0,4) + 3,14 (1,5 0,61)2 = 4,7 м2
Поперечная сила:
Так как площадь внутри критического периметра выходит за пределы площади подошвы фундамента, то дальнейший расчёт не делаем.
|
|