ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

Фундаменты зданий и сооружений передают нагрузку от вышерасположенных конструкций на основание. Фундаменты бывают в основном трех типов: отдельные – под каждой колонной; ленточные – под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами; сплошные – под всем зданием или сооружением. Фундаменты возводят чаще всего на естественных основаниях, но могут – и на сваях. Тогда группа свай, объединенная в верхней части распределительной железобетонной плитой – ростверком, образует свайный фундамент.

Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают в тех случаях, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Если несущая способность ленточных фундаментов не достаточна, то устраивают сплошные фундаменты, которые максимально выравнивают осадки основания. По способу возведения фундаменты бывают сборные и монолитные.

38.2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ

ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ

Монолитные фундаменты выполняются под монолитные или сборные колонны ступенчатыми или пирамидальными. Пирамидальные фундаменты экономичнее по расходу материалов, но более трудоемки при изготовлении. Ступенчатые фундаменты при высоте до 450 мм могут иметь одну ступень, при высоте до 900 мм – две и три ступени (рис. 38.1). Высота ступеней принимается кратной 100 мм , а размеры в плане и полная высота фундамента – кратными 300 мм. Фундаменты изготавливают из бетона класса не ниже В12,5 и армируют по подошве сварными или вязаными сетками из арматуры класса А-II, А-III. Диаметры стержней принимаются не менее 10 мм, а вдоль сторон длиной более трех метров – 12 мм. В целях экономии половина стержней может укорачиваться на 20% их длины. Защитный слой бетона назначается при наличии бетонной подготовки 35 мм, а при ее отсутствии – 70 мм.

Фундаменты соединяются с монолитными колоннами выпусками арматуры из подколонника, площадь сечения которых равна сечению арматуры нижнего сечения колонн. Стык арматуры колонн и фундамента устраивается выше уровня пола внахлестку или сваркой (рис. 38.1). При сборных колоннах фундаменты устраивают со стаканом (рис. 38.2) глубиной на 50 мм больше длины заделки колонны, которая принимается в зависимости от эксцентриситета порядка , где высота горизонтального сечения колонны у обреза фундамента. Зазоры между стенками колонны и стакана должны быть: по низу – 50 мм, по верху – 75 мм. Толщина стенок стакана по верху должна быть не менее 200 мм. После установки колонн стаканы замоноличивают бетоном класса не ниже класса бетона фундамента.

Сборные фундаменты могут быть в зависимости от размеров одноблочными и составными (рис. 38.3). Элементы составных фундаментов соединяются на слое мелкозернистого бетона, а при необходимости и сваркой арматурных выпусков. Глубина заделки колонн в стакане корректируется требованиями анкеровки их продольной арматуры и принимается для сжатых стержней порядка 18d и 35d – для растянутых. Для фундаментов с повышенной стаканной частью толщина стенок должна быть не менее .

38.3. РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНЫХ ЦЕНТРАЛЬНО ЗАГРУЖЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Размеры подошвы фундамента определяются при расчете основания согласно СНиП2.02.01-83^*. Предварительно размеры подошвы фундаментов для зданий 1 и 2 классов и окончательно для зданий 3 класса определяются по условному расчетному сопротивлению грунта , если сжимаемость основания не увеличивается с глубиной. Это сопротивление определено для фиксированного фундамента шириной 1м на глубине 2 м. Для окончательного назначения размеров фундамента расчетное давление на грунт основания определяют по формулам СНиП2.02.01-83^* в зависимости от глубины заложения, размеров подошвы фундамента и от грунтовых условий.

Отпор грунта от основного сочетания нагрузок считается равномерно распределенным по подошве, так как фундамент центрально загружен (рис. 38.4). Требуемая площадь подошвы фундамента определяется из условия прочности основания:

, (38.1) где нормативное усилие передаваемое от колонны фундаменту; усилие от грунта, находящегося на обрезах фундамента и тела фундамента; площадь подошвы фундамента; кН/м³ – усредненная сила тяжести единицы объема фундамента и грунта, находящегося на его обрезах; глубина заложения фундамента.

Из выражения (38.1) получим

, (38.2) где и размеры подошвы фундамента в плане.

Минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания по пирамиде, боковые стороны которой начинаются у граней колонны или подколонника и наклонены под углом 45⁰

, (38.3) где продавливающая сила; для тяжелого бетона; среднее арифметическое периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продав-

ливания в пределах рабочей высоты фундамента .

Расчетная продавливающая сила равна расчетному усилию, передаваемому от колонны , за вычетом отпора грунта по площади основания пирамиды продавливания.

, (38.4) где реактивный отпор грунта.

Решая уравнения (38.3) и (38.4) совместно получим

. (38.5)

Аналогично выполняется расчет нижней ступени. Если основание пирамиды продавливания выходит за пределы основания фундамента, то расчет на продавливание не производят. Рабочую высоту первой ступени стремятся подобрать так, чтобы не требовалось ее поперечное армирование вертикальными стержнями. Это достигается путем соблюдения условия прочности в сечении IV – IV:

, (38.6) где правая часть неравенства принимается не менее и не более ; ; ; рабочая высота сечения первой ступени; С – длина горизонтальной проекции наклонного сечения; , расчетное усилие с учетом массы колонны в фундаменте.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента определяется расчетом по прочности нормальных сечений I – I, II – II, III – III, соответственно по вертикальным граням второй, третьей ступени и по грани колонны. Величины изгибающих моментов в этих сечениях определяются как в консольных балках:

; ;

, (38.7) где ширина верхней и второй с верху ступеней (рис. 38.4).

Требуемую площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента определяют из условий

; ; ,

где рабочая высота фундамента в сечении II – II.

Из трех значений принимают большее, причем содержание арматуры должно быть не ниже минимально допустимого по коэффициенту армирования .

Рис. 38.1 Рис. 38.2

Рис. 38.3

Рис. 38.4