Фундаменты монолитные и сборные. Расчет фундамента Одна из разновидностей фундаментов – это монолитные фундаменты, конструкция которых препятствует деформации здания. В плане монолитный фундамент бывает прямоугольный, а по форме поперечного сечения такой фундамент может быть пирамидальным или ступенчатым (число ступеней зависит от высоты). Сборные фундаменты могут быть одноэлементными либо составными, выполняют их под сборные колонны. Для одноэлементных сборных фундаментов центрально-нагруженных выбирают чаще всего форму квадрата в плане, а для внецентренно-нагруженных – берётся форма прямоугольника. Также, как и монолитные, такие фундаменты по поперечному сечению могут быть пирамидальными или ступенчатыми. Устройство монолитного фундамента Под фундаментом выполняется бетонная подготовка бетоном марки М50, защитный слой бетона по подошве фундамента должен быть не менее 35 мм, если бетонная подготовка не выполнялась – толщина защитного слоя должна быть увеличена вдвое. Для выполнения монолитного фундамента можно использовать бетон марки М200, армирование выполнять сварными стальными сетками (марка стали А-I, А- III, d – от 10 мм, шаг –10-20 см). Высота фундамента должна соответствовать следующим параметрам: Hф ≥ Hз + 10 см., при том что Hз ≥ Lан. В данных обозначениях Hф – это высота фундамента, Hз – глубина заделки колонны в стакан, Lан – длина анкеровки напрягаемой арматуры. Соединяют монолитный фундамент с монолитной колонной стыковкой выпусков арматуры фундамента с продольной арматурой колонны, которую лучше выполнять выше уровня грунта, если стыковка внутри дома – то выше уровня пола. Арматурные выпуски заделываются в бетон не менее чем на величину Lан. Хомутами выпуски объединяют в пространственный каркас в пределах фундамента, у нижних концов выпусков ставится первый хомут. Шаг стыковки поперечной арматуры должен быть до 10-кратного размера наименьшего диаметра продольной арматуры. Конструкция сборного фундамента Сборные фундаменты выполняют ступенчатыми или пирамидальными, первые могут быть применены при любой высоте, вторые – при высоте до 600мм. При высоте большей или равной 450мм делают обычно 1 ступень, при высоте больше 450мм, но меньше 900мм- 2 ступени, при высоте больше 900мм - 3 ступени. Ступени не делают меньше 300 мм, размер верхней ступени должен быть таким, чтобы контур сборного фундамента выступал снаружи боковых граней пирамиды, основанием которой является опорное сечение колонны. Давление в фундаменте от колонн передаётся с отклонением от вертикали в 45 градусов. Для возведения сборного фундамента применяют бетон М200-300, армируют подошву сварными стальными сетками, используя арматуру А-II и А-III. Диаметр арматуры – от 1 см, шаг – 10-20 см. Защитный слой бетона должен быть не меньше 30мм, под фундаментом специалисты рекомендуют делать 10-сантиметровую подготовку из песка средней зернистости. В фундаменте предусматривается «стакан» - специальное гнездо, куда заделывается стойка. Толщина у стенок стакана не должна быть меньше 150 мм, армирование выполняют поперечной и продольной арматурой согласно расчетам. Между стенками «стакана» и колонной зазоры делают снизу – от 50мм, сверху – от 75 мм. Зазоры заполняют бетоном на мелком гравии. Бетон используют не ниже той марки бетона, что использовалась для фундамента, уменьшенной на 1 ступень. Дно стакана для каркасных домов должно составлять не менее 20см. Точное положение стойки фиксируется перед установкой бетонной подливкой. Чтобы обеспечить достаточно жесткую заделку колонны, высота сборного фундамента должна быть больше или равной Hз + 250 мм. Расчёт фундамента Чтобы заложить фундамент под дом, нужно знать его размеры – высоту, площадь подошвы. Для определения площади подошвы этого нужно выполнить расчёт основания по деформациям. Исходя из этих расчётов, назначают размер подошвы. В случае, когда среднее давление от нормативных нагрузок на грунт не превышает расчётного давления, и max давление для внецентренно-нагруженных фундаментов не более 1,2 R0 (расчетного давления), то расчёт по деформациям можно не делать. Некоторые формулы для расчета фундамента Рассчитать площадь фундамента центрально-нагруженного можно по формуле: Fф=Nн / (R0 – YсрH1), где Nн – это нормативная нагрузка от фундамента к стойке; Yср – усреднённая нагрузка от единицы V фундамента и грунта на уступах фундамента; H1 – глубина заложения фундамента. Условие прочности на продавливание является определяющим для высоты фундамента, оно выражается формулой: P (продавливающая сила) ≤ Rр х bср х h0, где h0 – рабочая высота фундамента; bср (среднее арифметическое) =2(hк + bк +2h0). Продавливающая сила P равна реактивному давлению грунта, умноженному на площадь F. В формуле это выглядит так: P=PгрF, где Pгр=N/Fф, F=Fф - F0, F0=a0b0= (Hк + 2H0) х (bк + 2h0). Когда определяют реактивное давление грунта, то массу фундамента и массу грунта на нём в расчет не берут. В ступенчатом фундаменте, при условии отступа входящего угла ступени от грани пирамиды продавливания > 70мм по нормали и >100 мм по горизонтали, проверку прочности выполняют для всего фундамента. Если угол отстоит на меньшее расстояние, то рассчитывают продавливание нижней ступени. Размер подошвы внецентренно-нагруженного фундамента определяется исходя из условия, что максимальное давление у края подошвы на грунт будет не более 1,2 R0, среднее давление будет не более R0. Давление на грунт по краям под подошвой при одностороннем внецентренном загружении рассчитывают по формулам: 1. Эпюра давление E0 – однозначная и равна Мфн! Nфн ≤ a/6 Тогда краевые давления будут Р1,2=Nфн/ (ab) ± 6Mфн/(ba²) 2. Эпюра давления E0 двузначная, при отрыве фундамента, и она равна Мфн/ Nфн > a/6 В данном случае P2=2Nфн/(by)=2Nфн/[3b (0,5a – e0)] Усилия к подошве Nфн и Mфн составляют: Nфн=Nн + YсрY1Fф и Mфн=Мн + QнHф, где Nн – продольная сила, Mн – изгибающий момент, Qн – поперечная сила, которые действуют на уровне верха фундамента в колонне. Они определяются при коэффициенте перегрузки n=1. Прочность на продавливание внецентренно-нагруженного фундамента проверяется для каждой грани пирамиды продавливания.