Расчет столбчатых фундаментов под стальные колонны

Обновлено: 08.01.2025

Здравствуйте. Поделитесь,пожалуйста, если у кого-то имеется в наличии, примером расчета армирования столбчатого фудамента под металлическую колонну.

ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ
НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

(к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)

__________________
точность вопроса влияет на меткость ответа
хамов и умалишенных просьба не беспокоить

[quote=TNemo;1263221]ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ
НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Смотрела это пособие. Непонятен расчет армирования подколонника, так как в этом пособии рассматривается железобетонная колонна,заглубленная в стакан, а у меня металлическая колонна, закрепленная анкерами.

Армирование подошвы считается также.
Вертикальная арматура подколонника - как железобетонная колона. Расчет на продавливание соответственно не нужен.
Ну и конструктивные требования посмотрите в пособии насчет хомутов и их шага.

----- добавлено через 50 сек. -----

Можно поподробнее, что там продавливаться будет? Весьма специфический должен быть фундамент чтобы подколонником продавить плитную часть, если речь об этом.

Насчет смятия подливки под опорной плитой - там усилие через болты также передается. Если речь именно о бетоне фундамента, то такое возможно если только база устанавливается без подливки непосредственно на шлифованный бетон, чего я не встречал.

плитная часть и будет продавливаться, если у вас размеры плитной части больше пирамиды продавливания от подколонника.

Ну так я об этом написал выше (незнаю зачем вы дублируете мою мысль), таких фундаментов почти не бывает в природе.

Болты не только на отрыв работают, но также на вертикальную (на период монтажа) и поперечную силу. Как по вашему колонна стоит на болтах пока подливку не выполнили?
А бывает её вообще забывают сделать.

Болты не только на отрыв работают, но также на вертикальную и поперечную силу. Как по вашему колонна стоит на болтах пока подливку не выполнили?

речь не о монтаже, способы которого бывают разные, а о рабочем состоянии колонны под нагрузкой. Почитайте ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
РОСТВЕРКОВ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
(к СНиП 2.03.01-84)

Руководство по конструированию жбк п. 3.53

Вертикальная арматура подбирается по расчету на изгиб. Опасное сечение - стык подколонника с плитной частью. Действующий изгибающий момент в этом сечении складывается из момента на обрезе подколонника, плюс горизонтальная сила на обрезе подколонника, умноженная на его высоту. Получите момент, ну а дальше простой расчет. Также нужно предусмотреть анкеровку вертикальной арматуры в плитную часть.

почему же на изгиб ? 99.9% действует вертикальная силу и у вас уже внецентренное сжатие или того хуже внецентренное растяжение, которое дает арматуры более чем чистый изгиб.

Потому что внецентренное сжатие - это центральное сжатие плюс сосредоточенный момент. Если считать скурпулезно, то надо рассматривать одновременное действие изгиба и сжатия, но доля сжатия будет невелика. Практически там и арматура-то на сжатие не нужна будет, так как и само бетонное сечение справится. Поэтому для расчета подколонника достаточно определить момент в сечении по верху плитной части и выполнить расчет на изгиб.

Ну а растяжение - это песня отдельная. Впрочем такое напряженное состояние не характерно для подколонников.

Если считать скурпулезно, то надо рассматривать одновременное действие изгиба и сжатия, но доля сжатия будет невелика.

нужно считать не скурпулезно, а правильно, доля сжатия бывает более важной нежели момент

все зависит о нагрузки и размеров подколонника. Как вы определяете справится сечение или нет ? На глаз ? Подбирая арматуру только на момент, без учета вертикальной прижимной силы вы получаете либо неоправданный запас по арматуре, либо разрушенное сечение от совместного действия момента и вертикальной, когда доля вертикальной велика.

это вообще фантазия. фундаменты проектируются и с отрывающими усилиями, реже конечно, но встречаются.

Приведите пример из своей практики, когда вы считали бетонный элемент на сжатие без моментов и при этом требовалась арматура.

Конечно все зависит от конкретного случая. Но только в очень экзотических случаях в подколоннике при восприятии усилий сжатия требуется арматура.

Что вы называете фантазией? Что работа подколонника на растяжение не характерна? Стало быть, по вашему это встречается сплошь и рядом? В книжках по ж/б бывает дают примеры расчета тех или иных конструкций. Как правило дают примеры расчета наиболее распространенных конструктивных элементов. Получится у вас найти пример расчета подколонника на растяжение хотя бы в одной книжке по ж/б?

Присоединяюсь к вопросу.
Даже в колоннах очень редко она требуется по расчету если моменты малы (нет, ну есть конечно любители пихать 32 арматуру в колонны 300х300мм, компенсируя нехватку сжатого бетона, но это отдельный случай).

Если речь о металлических колоннах на столбчатом фундаменте - думаю такого вообще не будет никогда, т.к. размер подколонника диктуется базой (сечением колонны, размером опорной плиты), на которой еще фундаментные болты должны разместиться, а они будут разнесены. Получается что всегда размер подколонника достаточен если нет больших моментов.

То же самое насчет продавливания плитой части подколонником. Жду пример из жизни. Т.к. этот случай тоже весьма экзотический.

Про внецентренное растяжение подколонника тоже понравилось, хотелось бы остановиться на этом случае подробнее. Жду комментарий автора.

Пример расчета ленточного и столбчатого фундаментов

Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:

1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:

2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

где g_с₁и g_с₂- коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (j_II и с_II) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

b - ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_nдопускается увеличивать bна 2h_n);

g_II - осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ;

g'_II - то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d₁ - глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d₁принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

d_b - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

здесь h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 .

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_n допускается увеличивать d₁ на h_n.

Примечания:

Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .

Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7) допускается принимать равными их нормативным значениям.

Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.
Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент k_d по таблице 5.6.
Если d₁>d (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d₁ = dи d_b = 0.
Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R₀ таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются - Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

с_II= 0,6 т/м 2 ; d₁ = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м 3 / 1,653 т/м 3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * [0,78 * 1,00 * 3,00 м * 1,800 т/м 3 + 4,11 * 2,421 м * 1,653 т/м 3 +

+ (4,11 – 1,00) * 1,05 м * 1,653 т/м 3 + 6,67 * 0,6 т/м 2 ] = 1,25 * (4,212 т/м 2 + 16,44786243 т/м 2 +

+ 5,3978715 т/м 2 + 4,002 т/м 2 ) =37,5746674125 т/м 2 .

Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83

'Основания зданий и сооружений' по формуле 7:

ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:

Ширина подошвы фундамента b= 3 м

Глубина заложения фундамента d= 3.35 м

Гибкая конструктивная схема здания

Длина здания L= 0 м

Высота здания H= 0 м

Здание с подвалом - фундамент под наружную стену (колонну)

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м

Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м

Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3

Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с

показателем текучести грунта или заполнителя IL

Угол внутреннего трения Fi= 25 град.

Удельное сцепление С= 0.6 тс/м2

Fi и С определены непосредственными испытаниями

Осредненный удельный вес грунтов, залегающих

выше подошвы фундамента y21= 1.653 тс/м3

ниже подошвы фундамента y2= 1.8 тс/м3

ВЫЧИСЛЕННЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАННЫЕ:

Отношение длины к высоте здания L/H= 0.00

Коэффициент условий работы Yc1= 1.25

Коэффициент условий работы Yc2= 1

Коэффициент k= 1

Коэффициент kz= 1.00

Коэффициент My= 0.78

Коэффициент Mq= 4.11

Коэффициент Mc= 6.67

Глубина заложения фундамента, или приведенная глубина для зданий с подвалом d1= 2.50 м

Глубина подвала db= 0.90 м

R= (Yc1 * Yc2 / k) * (My * kz * b * y2 + Mq * d1 * y21 + (Mq - 1) * db * y21 + Mc * C) =

= ( 1.25 *1.00/ 1 )*( 0.78 *1.00* 3 *1.80+ 4.11 *2.50*1.65+( 4.11 -1)*0.90*1.65+ 6.67 *0.60)= 37.28 тс/м2

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА R= 37.28 тс/м2

Данные предварительные вычисления позволяют по результатам программы ФОК Комплекс проверить правильно ли были введены исходные данные, проверяя совпадает ли осадка, расчетное сопротивление грунта (разброс до 15% вполне допустимо). Теперь рассмотрим небольшой многоэтажный медицинский центр, в котором необходимо сделать расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Исходные данные примера расчета ленточного фундамента

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

вес снегового покрова (расчетное значение) - 240 кг/м 2 ;
давление ветра — 38 кг/м 2 ;

основанием является грунт II категории по сейсмическим свойствам.

площадка строительства — 7 баллов.

Значение характеристик грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения не менее 0,95 от их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов в природном залегании.

Нагрузки на столбчатые и ленточные фундаменты получены из программы ПК ЛИРА 10.4.

Ниже выдержки из некоторых таблиц исходных данных.

Производим расчет, по результатам расчета начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, вводим характеристики грунта при полном водонасыщении в таб.2.1 и 2.3, кроме того под фундаментами выполняем песчаную подушку из песка средней крупности.

Выводы

По результатам расчета ленточного и столбчатого фундаментов, расчетное сопротивление грунта R = 18,56 т/м 2 .

Среднее давление под подошвой фундаментов не превышает 14,79т/м2, что меньше расчетного сопротивления грунта R = 18,59т/м 2 .

Начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, в расчете приняты характеристики грунтов при полном водонасыщении.

Максимальные деформации фундаментов составляют S = 0,065м, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_u = 0,08м.

Относительные деформации фундаментов составляют S_del =0,0007, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_udel = 0,002.

Расчет столбчатого фундамента (Excel)

В программе можно быстро произвести расчет столбчатого фундамента по I и II предельному состоянию.
Все расчеты выполняются по актуальным СП на текущую дату 09.2020.

v.0.2 от 30.12.2020 Исправлено:
- Неправильно выводился минимальный процент армирования
- Вывел минимальную площадь арматуры в см2.
- Графики отражают фундамент полностью
- Опечатки
- На графике исправлена отметка грунта

Всегда рад доброй критике и возможным предложениям.

Добрая критика и предложения:
1. расчетное сопротивление грунта лучше тоже вычислять, т.к. оно зависит от размеров фундамента. Т.е. на одном и том же основании разные по геометрии фундаменты будут иметь разную R
2. расчет на осадку тоже нужен. Он может быть определяющим для габаритов фундамента.
3. изгибающие моменты можно задать в двух плоскостях - у Вас есть вся геометрия для проверки фундамента в другой плоскости. + проверка угловой точки (R > 1.5P)
4. часто бывает разное кол-во ступеней в двух направлениях фундамента. Расчет на продавливание тоже усложняется для такого случая.
5. минимальный процент армирования подошвы фундаментов не регламентируется. (хотя в современных нормах не нашел этого пункта)
6. удобней задавать высоту фундамента, а не высоту подколонника. А то при изменении кол-ва ступеней, нужно изменять высоту подколонника.

5. минимальный процент армирования подошвы фундаментов не регламентируется. (хотя в современных нормах не нашел этого пункта)

В СНиПе, вроде, отдельно прописывалось, что нет минимального процента армирования для фундаментов, сейчас у же есть.
СП 63.13330.2018
10.4.1 При конструировании основных несущих элементов конструктивной системы
(колонн, стен, плит перекрытий и покрытий, балок, фундаментных плит) следует соблюдать
требования 10.2 и 10.3 по конструированию железобетонных конструкций, а также
настоящего подраздела.
Конец пункта 10.4.10 Армирование фундаментных плит следует производить аналогичным образом.

Ну вот фундаментные плиты и столбчатые фундаменты наверно разные вещи.
У столбчатого фундамента в сечении по грани колонны или подоконника h0 может быть и 3,0м как там соблюдать минимальный процент?

Ну вот фундаментные плиты и столбчатые фундаменты наверно разные вещи.

Да, разные, так же не совсем ясно горизонтальная часть ростверка свайного куда относится и столбчатая часть фундамента

Евгений Грызунов , 06 сентября 2020 в 14:15
Так я-же не просто так спросил. Выложен расчет фундамента, а при чем тут слово "столбчатого"?

В таких программах нужна кнопка "печать Отчета", чтобы выводить в WORD (PDF) со всеми картинками, формулами, цифрами. Тогда программа будет полноценной.

Вроде бы есть ошибка при вычислении поперечной силы воспринимаемой бетоном для 1-ой ступени (например, для 2-ух ступенчатого фундамента). Для примера взял фундамент1,8х1,8м в плане, 0,3м высоты ступеней, подколонник 0,6х0,6м. уступы ступеней по 300мм.

Расчет монолитного столбчатого фундамента вручную

Добрый день!
Мне дали задание просчитать фундаменты под стальные колонны полигона. Фундаменты монолитные, столбчатые, с одной ступенью.
Считать все фундаменты я буду в Мономахе или в BASE, но сейчас села разбираться с ручным расчетом по ПОСОБИЮ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83), чтоб понять вообще как это считается и проверить затем машинный расчет на одном из фундаментов.
Кто-нибудь вообще считал вручную когда-нибудь такие фундаменты?
У меня дело застопорилось пока на нескольких вопросах.

1. Расчет плитной части на обратный момент..
- нужно ли его делать, если у меня трапецивидная эпюра давления на грунт?
- там в пособии нагрузка от пола дана на всю длину фундамента? а на самом же деле нагрузка только внутри здания. поэтому какие величины b и l брать в формулах - фактические?
- в данном расчете вообще никак не учитывается момент от колонны?

2. Подбор арматуры плитной части фундамента
- как найти Nci - что это вообще такое?
- если у меня всего 1 ступень в фундаменте, то я считаю арматуру в одном сечении и ее же принимаю для всей плитной части?

1. Расчет плитной части на обратный момент..
- нужно ли его делать, если у меня трапецивидная эпюра давления на грунт?

А в самом пособии об этом не говорится?

неверно поставленный вопрос. расчет на обратный момент выполняется, если в сечении момент от полезной и веса грунта больше момента в этом сечении от минимального напряжения под подошвой от всех нагрузок с учетом полезной и веса грунта

- там в пособии нагрузка от пола дана на всю длину фундамента? а на самом же деле нагрузка только внутри здания. поэтому какие величины b и l брать в формулах - фактические?

не совсем понятен вопрос, если крайний фундамент, то берете 0.5 от полезной, но добавляете боковую силу

всегда учитывается (в расчете напряжений под подошвой и расчете оголовка)

хоть бы номер формулы писали бы

- если у меня всего 1 ступень в фундаменте, то я считаю арматуру в одном сечении и ее же принимаю для всей плитной части?

расчет на обратный момент выполняется, если в сечении момент от полезной и веса грунта больше момента в этом сечении от минимального напряжения под подошвой от всех нагрузок с учетом полезной и веса грунта

ббррррр.. вы меня запутали окончательно ((((

первый раз тяжело, вам лучше взять посчитанный пример

где ж его взять? у меня никто из коллег и знакомых вручную не считал.. все полагаются на программы.. а я суть хочу понять.

прошу ))))
возникла такая мысль, но стало стыдно от собственной наглости .
если вам не трудно - дайте пожалуйста.

подошва 2600х3200, одна ступень 400мм. оголовок 800х1100, высота 1600 (без учета высоты ступени)
М = 16,4т*м
N = 62,3т
Q = 2,6т
уровень планировки -0,150. отм. подошвы фундамента -2,600
бетон В 22,5
какие еще данные нужны?
и как автокадовский файлик прикрепить?

а вот этого не знаю. там склад ж.б. изделий. мне дали только задания на фундаменты с нагрузками и их местоположением.
это критично?

мне пишет "вложение не существует" (((((((

Зачем упрощать себе жизнь (так опыт не получишь). есть много книг с примерами расчетов .. подробно и все понятно

Уважаемая г-жа Тарасова, в принципе всё очень просто, постараюсь вам разжевать суть расчёта. Нагрузки вам заданы на уровне верха фундамента, общая высота которого Н=1.6+0.4=2.0м. Вам надо определить нагрузки на уровне подошвы фундамента, а именно: вертикальная сила Р=62.3+ (2.6х3.2х2.05х2)=62.3+34.1=96.4т, где второе слагаемое это вес фундамента с грунтом на ступенях; осреднённо принимается 2 т/м3; изгибающий момент М=16.4 + 2.6х2=21.6 тм. Далее вам надо вычислить площадь подошвы фундамента F= 2.6х3.2=8.32 м2 и момент сопротивления W=2.6х3.2х3.2/ 6= 36.92 м3, а после этого можно уже вычислить давление на грунт основания за счёт деления вертикальной силы Р на площадь плюс минус деление момента М на момент сопротивления W. С плюсом это для максимальной ординаты эпюры давления, а с минусом для минимальной; распределение давления имеет вид трапеции. Ступень фундамента это своеобразная ж-б консоль, работающая на отпор грунта, который вы уже вычислили, естественно на его максимальное значение; использовать минимальное значение нет смысла. Вычисляете изгибающий момент в консоли (на 1 пог. м ширины фун-та) и по правилам расчёта ж-б конструкций подбираете необходимое армирование по всей площади подошвы фундамента. Вот примерно суть расчёта отдельностоящего фундамента. Коллега номер 13 вам это всё вычислил, но опять же с помощью программки, вручную мы уже просто никак.

Читайте также: