Главная » Книжные издания

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 48

ТАБЛИЦА 5.33. К ПРИМЕРУ 5.20

13=40

18,5

20,4

18,5

18,5

13=50

18,5

16,6

21°

18,5

12.19

28°25

0,35

18,5

36°25

1 1 1

19 19 19 19 19

cosa. I

ЬОЗ 1,0 1.0 19,2 19,6 20,2 21,6 23,8

XtgфJX0SCX.

S=:107,43

190 2.0 1.8 1.6 1,1 0.5

S=404

0,39 0,41 О

-2,34 -4,25 -6,00 -6,05 -3.76

S=-21,60

ПО несущей способности осйоваиия являетсй необходимым. Формула (5.79) в данном случае неприменима Б силу неоднородности основания, поэтому расчет выполняем методбм круглоцилиндрических пййерхно-Стей скольжения по формуле (5.97). Учитывая, что фундамент в верхней части имеет неподвижную опору, за центр поверхности скольжения принимаем точку А. Радиус поверхности скольжения г=АВ=

А


Рис. 5.41. К примеру 5.20

= 4,2 м. Величины краевых напряжений под подошвой

=331 кПа; р^ =55 кПа.

фундамента: р

Разбиваем массив грунта, ограниченный предполагаемой поверхностью скольжения, ва восемь полос шириной 6=0,5 м.

Значения параметров и их произведения, входящие в формулу (5.97), сводим в табл. 5.33.

Для определения равнодействующей активного давления грунта Е с использованием формулы (5.96) необходимо предварительно вычислить и ftp для слоя суглинка:

% = tg= (45 - 18/2) =-0,53; 2-7,51 0,53

17-0.53

= 1,2 м.

Тогда

-i (17-3,8-0,53 -2-7,5 У'0,53 )(3,.8 -

Подставляя результаты (5.97), получаем:

- 1,2) =30 Kri.

вычислений

в формулу

4,2-0,5 (404 -f 107,43)

30-2,5 -f 98-0,5 200-0,25 -f 4,2-0,5(-21,60) = 8,2 > 1,2.....

Устойчивость фундамента обеспечена.

5.6.5. Несущая способность оснований, сложенных медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами, а также илами

Несущая способность медленно уплотняю-щи.хся водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов оснований (при стетени влажности 5г>0,85 и коэффициенте консолидации Cv<-W см2/год) определяется, как прайило, с учетом нестабилизированного состояния грунтов; условие прочности имеет вид;

т= (or-и) tg9-f с, (5.98)

где в - полное нормальное напряжение в рассматри-вйёмОй точке, слагающееся из нАйряжйний в скелете грунта и избыточного давления в порбвой Воде и.

Избыточное давление в поробой воде определяется методами теории фильтрационной консолидации грунтов с учетом скорости увеличения нагрузки на основание в период строительства и эксплуатация сооружений.

При высоких темпах возведения соорулсения или его нагружения эксплуатационными нагрузками, а также при отсутствии в основании дренирующих слоев или специальных; дренирующих устройств несущую способность оснований, сложенных медленно уплотняющимися водонасыщенными грунтами, допускается определять в запас надежности без учета угла внутреннего трения грунтов (ср=0) или принимать значения ф: и ci, соответствующими нестабилизированному состоянию грунтов основания. В этих случаях предельная нагрузка на однородное основание, простирающееся ниже подошвы фундамента на глубину не менее 0,75й, при отсутствии более слабого подстилающего слоя для вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания ленточного фундамента 1(на 1 м длины) определяется по формуле

= &4<? + (я+ l~a + cosa)cj , (S.9&) где а * :yfоЛ, рад:

а= arcsiub-

(5.100)

зДесь F горизонтальная составляющая внешней нагружи иа 1 м длины фундамента; д - пригрузка



со стороны предполагаемого выпора грунта (с учетом веса, пола подвала или технического подполья).

Кроме расчета по формуле (5.99) необходима проверка устойчивости фундамента по схеме плоского сдвига по подошве по формуле (5.92). Размеры фундамента при этом определяются по менее благоприятному варианту расчета.

При отсутствии горизонтальной составляю-ш;ей нагрузки на фундамент {Fh=Q) формула (5.99) для ленточного фундамента принимает вид:

iV = &(7 + 5,141 ). (5.101)

5.7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ - ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИИ . И ВЛИЯНИЯ ИХ НА СООРУЖЕНИЕ

Для выполнения требований расчета оснований по предельным состояниям, кроме возможности и целесообразности изменения размеров фундаментов в плане или глубины их заложения (включая прорезку грунтов с неудовлетворительными свойствами), введения дополнительных связей, ограничивающих пере-мецдения фундаментов, применения других тиунов фундам:ентов, изменения нагрузок на основание и т. д., следует рассмотреть необходимость применения:

мероприятий по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств;

мероприятий, направленных на преобразование строительных свойств грунтов;

конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность соорунсеннй к деформациям основания.

При проектировании следует также учитывать возможность регулирования усилий в конструкциях сооружения, возникающих прн его взаимодействии с основанием.

Выбор какого-либо мероприятия или комплекса мероприятий должен производиться с учетом технико-экономического сравнения возможных вариантов.

К мероприятиям, предохраняющим грунты от ухудшения их строительных свойств, относятся:

водозащитные мероприятия на площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (соответствующая компоновка генеральных планов; вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод; устройство дренажей, проти-вофильтрационных завес и экранов; прокладка водоводов в специальных каналах или размещение их на безопасных расстояниях от со-

оружения; контроль за возможными утечками воды и т. п.);

защита грунтов основания от химически активных жидкостей, способных привести к просадкам, набуха[нию, активизации карстово-суффозионных явлений, повышению агрессивности подземных вод и т. п.;

ограничение источников внешних воздействий (например, вибраций);

предохранительные мероприятия, осуществляемые в процессе строительства сооружений (сохранение природной структуры и влажности грунтов; соблюдение технологии устройства оснований, фундаментов, подземных н надземных конструкций, не допускающей изменения принятой в проекте схемы и скорости передачи нагрузки на основание, в особенности при наличии в основании медленно консолидирующихся грунтов, и т. п.).

Преобразование строительных свойств грунтов основания (устройство искусственных оснований) достигается:

уплотнением грунтов (трамбованием тяжелыми трамбовками; устройством грунтовых свай; вытрамбовыванием котлованов под фундаменты; предварительным замачиванием грунтов; использованием энергии взрыва; глубинным гидровиброуплотнением; вибрационными машинами, катками и т. п.);

полной или частичной заменой грунтов основания (е плане и по глубине) подушками из песка, гравия, щебня и т. п.;

устройством насыпей (отсыпкой или гидронамывом) ;

закреплением грунтов (химическим, электрохимическим, буросмесительным, термическим и другими способами);

введением в грунт специальных добавок (например, засолением грунта или пропиткой его нефтепродуктами для ликвидации пучинис-тых свойств);

армированием грунта (введением специальных пленок, сеток и т. п.).

В отдельных случаях преобразование строительных свойств грунтов (устройство искусственных оснований) целесообразно выполнять для достижения переменной жесткости основания с целью уменьшения усилий в конструкциях сооружения, возникающих при его взаимодействии с основанием.

Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность соорул-сений к деформациям основания, включают:

рациональную компоновку сооружения в плане и по высоте;

повышение прочности и пространственной жесткости сооружений, достигаемое усилением конструкций (особенно конструкций фунда-



ментно-подвальной части), в соответствии с результатами расчета соорулсений во взаимодействии с основанием (введение, дополнительных связей в . каркасных конструкциях; устройство железобетонных или армокаменных поясов; разрезка сооружений на отсеки и т. п.);

. увеличение податливости соорулсений (если это позволяют технологические требования) за счет применения гибких или разрезных конструкций;

устройство приспособлений для выравнивания конструкций сооружения и рихтовки технологического оборудования.

Габариты приближения к строительным конструкциям подвижного технологического оборудования (мостовых кранов, лифтов и т, п.) должны обеспечивать его нормальную эксплуатацию с учетом возможных деформаций основания.

К мероприятиям, позволяющим уменьшить усилия в конструкциях сооружения при взаимодействии его с основанием, относятся:

размещение сооружения на площади застройки с учетом ее инженерно-геологического

строения н возможных источников ; вредных влияний (линз слабых или, наоборот, прочных грунтов, старых горных выработок, карстовых полостей, внешних водоводов и т. п.);

применение соответствующих конструкций фундаментов (например, фундаментов с малой боковой поверхностью на подрабатываемых территориях и при наличии в основании пучинистых грунтов);

засыпка пазух и устройство под фундаментами подушек из материалов, обладающих малым сцеплением и трением, применение специальных антифрикционных покрытий, разработка временных компенсационных траншей для уменьшения усилий от горизонтальных деформаций оснований (например, в районах горных выработок); -

регулирование сроков замоноличивания стыков сборных и сборно-монолитных конструкций;

обоснованная скорость и последовательность возведения отдельных частей сооружения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучииисты.х грунтах.-М.: Стройиздат, 1979. - 39 с.

, 2. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1978.- 375 с. . ~

3. Строительные нормы и правила. Нагрузки и

воздействия. СНиП II-6-74. - М.: Стройиздат, 1975.

4. Строительные нормы и правила. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01-83. - М.: Стройиздат, 1984. . . .

5. Строительные нормы и правила. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. СНиП II-IS-76.--M.: Стройиздат, 1977.



Глава 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ .................ФУНДАМЕНТОВ

6.1. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИИ-И- СООРУЖЕНИЙ

6.1.1. Общие положения

Размеры подошвы и глубина заложения фундаментов определяются расчетом основания/приведенным в гл. 5. Расчет конструкции фундамента (плитной части и подколонника) производится по прочности и раскрытию трещин и включает: проверку на продавливание и на обратный момент, определение сечений арматуры и ширины раскрытия трещин, а также расчет прочности поперечного сечения подколонника.

Исходными данными для расчета являются: размеры подошвы плитной части;, глубина заложения и высота фундамента; площадь сечения подколонника; сочетания расчетных и нормативных нагрузок от колонны на уровне обреза фундамента.

Расчет фундаментов по прочности и раскрытию трещин производится на основное и особое сочетания нагрузок. При расчете фундамента по прочности расчетные усилия и моменты принимаются с коэффициентом надежности по нагрузке по указаниям действующих СНиП, а при расчете по раскрытию трещин - с коэффициентом надежности по нагрузке, равным единице.

При проверке прочности плитной части фундамента на обратный момент необходимо учитывать нагрузки от складируемого на полу материала и оборудования.

При расчете фундаментов по прочности и по раскрытию трещин возникающие в них усилия от температурных и им подобных деформаций принимаются изменяющимися по вертикали от полного их значения на уровне обреза фундамента до половинного значения на уровне подошвы фундамента.

Расчетные характеристики бетона и стали приведены в гл. 4 и принимаются с учетом соответствующих: коэффициентов условий работы [5, 9].

6.1.2. Расчет фрадаментов на пр10давл11Еание

Расчет на продавливание производится из условия, чтобы действующие усилия были восприняты бетонным сечением фундамента без установки поперечной арматуры: при монолитном сопряжении колонны с плитной частью - от верха последней J[pHC, бД, а), при монолит-

ном сопряжении подколонника с плитной частью независимо от вида соединения колонны с подколонником (монолитные или стаканные) при расстоянии от верха плитной части до низа колонны Hi> (6 c--&с)/2 - от верха

r-f-

-ajS

г

.....

>

Рис. 6.1. Схема образования пирамиды про,давлиЕа-

а - монолитное сопряжение плитной части с колонной; б - го же, с высоким подколенником; в - то же, с , низким подколонником; / - кол;;нна; 2 г-плитная часть; 3 - подколоиник

плитной части (рис. 6.1, б), а при меньшем Hi - от низа колонны (рис. 6.1, в). Проверка выполнения этого условия производится в обоих направлениях [8].

При расчете фундамента на продавливание определяется минимальная высота плитной части h и назначаются число и размеры ее ступеней или проверяется несущая способность плитной части при заданной ее конфигурации. При расчете на продавливание от верха плитной части принимается, что продавливание фундамента при центральном нагружении происходит по боковым поверхностям пирамиды, стороны которой наклонены под углом 45° к горизонтали (см. рис. 6.1).

Квадратный фундамент рассчитывается на продавливание из.условия

F<kRbtbaK, (6.1)

где F--расчетная продавливающая сила; - коэффициент, принимаемый равным 1; -расчетное

сопротивление' бетона на растяжение; b - среднее

арифметическое значение периметров верхнего н нижнего оснований пирамиды продавливаиия, образующейся в пределах рабочей высоты сечения ho. (расстояния от верха плитной части до середины арматуры).




Рис 6.2. Схема образования пирамиды продавлива-ния при внецентренной нагрузке

Величтш F я Ьа определяются по форму-

6а = 2(/с + 6с + 2/го) (6.2)

=ЛоР, (6.3)

где (3 -давление на грунт без учета веса фундамента и грунта на его уступах;

Л„ = Л-Л

(6.4)

здесь А - площадь подошвы фундамента; Ар - площадь нижнего основания пирамиды продавливания.

Для центрально нагруженных прямоугольных и внецентренно нагруженных квадратных фундаментов принимают схему, в которой рассматривается условие прочности одной грани, параллельной меньшей стороне основания фундамента (рис. 6.2). Условие прочности проверяется по формуле (6.1).

Расчет производится на действие вертикальной силы N, приложенной по обрезу фундамента, и момента на уровне подошвы М. В этом случае сила и размер стороны пирамиды продавливания будут:

F=AoP; F= Аортах, (6.5)

где Ло = 0,56 (/ - /с - 2/д -

- 0,25(6 -6с--2/jo)?; (6.6)

6р-6с4-/го; (6.7)

р, р - среднее или наибольшее краевое давление на грунт от расчетных нагрузок:

при центральном нагружении р == NIA;


Рис. 6.3. Схема пирамиды продавливания для фундамента с многоступенчатой плитной частью

при внецентренном нагружении Pmax-=NIA + MIW,

(6.9)

здесь W - момент сопротивления подощвы фундамента.

Ь - Ьс<, 2ho, 6р = 0,5(6-6с),

(6.10) (6.11)

(6.8)

тогда

Ло = 0,56(/-/с -З/д. (6.12)

Число и высота ступеней назначаются в зависимости от полной высоты плитной части h в соответствии с табл. 4.25 и с учетом модульных размеров.

Вначале определяется (см. гл. 4) вынос нижней ступени фундамента Ci (рис. 6.3) и проверяется условие

F Rbt Kih (6-13)

где hai - рабочая высота нижней ступени фундамента.

Сила F и bp вычисляются по формулам:

FAoiPmax; (6.14)

6p = 6i-f/ioi, (6.15)

где Ли - площадь многоугольника a-ibCidieigu -

Ло1 = 0,5б(/-Zi -2/lol) - -0,25(6--6l-2/гol)?, . ,(6.;i6)

если b - bt< 2/го1, то

Ло1 = 0,56(/-/1-2Ао1). (6.17)



В

Рис. 6.4. К определению высоты ступеней

Вынос нижней ступени Cj принимается не более величин, указанных в табл. 4.28 с учетом модульных размеров.

Минимальные размеры остальных ступеней фундамента в плане определяются после установления выноса нижней ступени Ci пересечениями линии АВ с линиями, ограничивающими высоты ступеней (рис. 6.4). Для двух-стз'пёнчатых и трехступенчатых фундаментов эти размеры должны быть не менее:

-2ci; (6.18)

6i > m/i; (6.19)

/2 .> (/ - 2ci - k) h.J ih 4- h) + /с; (6.20)

b.,>mL+l; (6.21)

здесь in - отношение меньшей стороны фундамента к большей, принимаемое равным 0,6-0,85.

Окончательные размеры ступеней назначаются с учетом унификации размеров фундаментов (см. гл. 4).

Необходимо учитывать, что вынос ступеней, особенно нижней, определяет количество арматуры. В этой связи назначенные по приведенной выше методике размеры ступеней могут быть скорректированы из условия экономичности армирования.

При некоторых характерных соотношениях размеров ступеней проверка несущей способности плитной части производится следующим образом.

Для центрально и внецентренно нагруженных прямоугольных фундаментов с верхней ступенью, одна сторона которой li>lc+2k2, а другая 6i<6c+2/i2 (рис. 6.5), расчет на продавливание производится из условия

(V6ip + M2p)- (6.22) Значение F определяется по формуле (6.5), Ь\р и бар - по формулам:

bipb + h i, (6.23)

b2p=ibi + b,)/2. (6.24)

Площадь многоугольника abcdeg

Ло = о ,5Ь {1~-1с~- 2ho) ~ 0,25 (6 - - 2hot)

(6.25)

Г7

О b I

ы

е

Рис. 6.5. Схема образования пирамиды продавлива-ния для прямоугольного фундамента


Ь

Рис. 6.6. Схема образования пирамиды продавлива-ния для прямоугольных фундаментов, имеющих в двух направлениях разное число ступеней

Если b-6i<2/2oi, то Ло определяется по формуле (6.12).

Для центрально и внецентренно иагруй<ен-ных прямоугольных фундаментов, имеющих в двух направлениях разное число ступеней (рис. 6.6), расчет на продавливание осуществляется по формуле

F Кы \iK - hs) Ьгр-h hba]. (6.26) Значение F определяется по формуле (6.5), bip - по формуле

bip = b,-i-{h,~h3). . (6.27) Площадь многоугольника abcdeg

Ло-0,56(/-/е-2/го)--0,25[b-bc~-2{h,~hs)V-. (6.28)

Если b-bc<2{ho-hs.), то Л о определяется по формуле (6,12).



1- -1- -

1..........


Рис. 6.7. Схема образования пирамиды продавливания для стаканного фундамента

Проверка фундамента по прочности на -продавливание колонной от дна стакана производится только от действия нормальной силы (рис. 6.7) по формуле

(6.29)

где расчетная нормальная сила в сечении колонны у обреза фундамента (без его веса и йеса грунта на обрезах);

(6.30)

h - рабочая высота пирамиды продавливания от

дна стакана до центра растянутой арматуры; Ло - площадь многоугольника abcdeg:

=-0,56(-/-2-- Q,2b{b - b - 2hf\- (6.31)

.Ig li b g- размеры дна стакана.

По прочности на раскалывание эти фундаменты проверяются от действия нормальной силы N в сечении колонны у обреза фундамен-та по формулам:

N{i-{-bJlc)\iycAiRbb (6.32) N {1-}-1с/Ь^)\1УсАъЯы, (6.33)

где х'- коэффициент трения бетона по бетону, равный 0,7; Vc ~ *°=ФФЦ'*и' условий работы фундамента в грунте, равный 1,3; А^, Лj-площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно сторонам I и b подошвы фундамента, за вычетом площади сечения стакана.

При bc/lc<Ab/Ai расчет ведется по формуле (6.32), при bc/lc>Ab/Ai - по формуле (6.33). При определении jV по формуле (6.32) отно-

8-213

шение bc/lc доллсно приниматься более 0,4, а по формуле (6.33) отношение УЬс - не менее 2,5.

После проведения расчетов на продавливание и раскалывание принимается большее значение несущей способности фундамента.

Если стакан фундамента не армирован, дополнительно производится расчет на продавливание внецентренно нагруженных квадратных и прямоугольных в плане фундаментов от верха стакана. При этом в формуле (6.1) коэффициент k принимается равным 0,75.

6.1.3. Определение площади сечений арматуры плитной части

Площадь сечений рабочей арматуры As в обоих направлениях определяется из расчета на изгиб консольного выступа плитной части фундамента в сечениях на грани колонны (под. колонника) и по граням ступеней от действия давления грунта.

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента определяется по формуле

As = M,/iO,9hiR,), (6.34)

где М . - изгибающий момент в ррссматриваёмом сечении консольного выступа (по грани колонны или по граням ступеней); /г .-рабочая высота рассматриваемого сечения от верха ступени до центра арматуры; ? g - расчетное сопротивление арматуры.

Изгибающие моменты Mi в расчетных сечениях определяются по давлению грунта р, вычисленному от расчетных значений нормальной силы N, приложенной по обрезу фундамента, и изгибающего момента М на уровне подошвы, действующего в плоскости определяемого момента Л^,- [6]. .

Изгибающий момент Mi в сечении . 1, определяемый в направлении / (большего размера подошвы),

с1ь

(2ртах-{-Рг) (6.35)

и в направлении b (меньшего размера подошвы)

Myi = -- iPmax 4- Pi) ,

(6.36)

где с - длина консоли от края фундамента до расчетного сечения (рис. 6.8); р jj. - максимальное

краевое давление на грунт, определяемое по формуле (6.9); jD - давление на грунт в расчетном сечении:

. p.N/A + k.M/W; (6.37)

k. = 1 - 2C./L (6.38)

6.1.4. Расчет плитной части на обратный момент

При неполном касанрш подошвой фундамента грунта (см. гл. 5) необходимо проверять




Рис. 6.S. К определению сечения арматуры

.< 0.251


Рис. 6.9. К определению обратного момента

прочность плитной части на изгиб в обратном направлении в сечениях (по граням ступеней), расположенных в пределах участка отрыва подошвы от действия веса грунта на уступах фундамента и от нагрузок на полу над фундаментом, которые вызывают так называемый обратный момент.

Обратный момент должен быть воспринят бетонным сечением плитной части (без постановки горизонтальной арматуры в растянутом сечении). Предельное значение обратного момента MiT должно удовлетворять условию

Mr.Rbti (6.39)

где М - изгибающий обратный момент в рассматриваемом t-M сечении консольного выступа (по грани колонны или по граням ступеней); - момент сопротивления для растянутой грани i-ro бетонного сечения.

Изгибающий обратный момент определяется как сумма изгибающих моментов в рас-

сматриваемом сечении от действия нагрузки на поверхности и веса фундамента с лежащим выше грунтом (рис. 6.9):

(6.40)

где q - нагрузка на пол, кН/м';

<7/-Trf; (6.41)

здесь V - усредненный удедьный вес грунта и фундамента кН/м^; d - глубина залокения фундамента.

Момент сопротивления бетонных сечений определяется по формуле

(6.42)

где h .- высота сечения.

®.1.5. Расчет прочности поперечных сечений подколонника

Расчет продольной арматуры железобетонного подколонника производится на внецент-ренное сжатие в двух сечениях по высоте (рис. 6.10): прямоугольного сечения на уровне плит-ной части (сечение /--/) и коробчатого сече-


Рис. 6.10. Расчетные еечения подколонника

ния стаканной части на уровне заделанного торца колонны (сечение - ).

При расчете прямоугольных сечений /-/. принимаются расчетные усилия: нормальная сила N по обрезу фундамента и изгибающие моменты Мх и My на уровне рассматриваемого сечения.

Для коробчатого сечения /-HI или /-ПГ стаканной части подколонника площадь сечения поперечной арматуры (рнс. 6.11) допускается определять от действия условных изгибающих моментов Mkx и Мй, относительно оси, проходящей через точку k {k), без учета нормальной силы:

в плоскости X (вдоль стороны /)

при еох>-1с12



. при /с/2>еол;>с/6

M,., = M-}-Q,hQ-0,7Ne, (6.44)

в плоскости у (вдоль стороны Ь) при ео1/>Ьс/2

My==Q,8{My + QyhQ---NbJ2y, (6.45)

при Ьс/2>еоу>Ьс16

ky = My + QyhQ-0,7Ne, (6.46)

где N, М , My,Q,Qy -нормальная сила, изгибающие моменты и горизонтальные силы на уровне обреза фундамента.

Стенки стакана армируют горизонтальными сварными сетками, площадь поперечной арматуры которых в сечении /- / или /- / (см. рнс. 6.11) определяется из уравнений;

п п

R.AiZiMb.; yR,AiZi = Mk, (6.47) 1 1

где А - площадь всех стержней одного направления в еетке: z .- расстояние от плоскости сетки до низа колонны; j?j-расчетное сопротивление арматуры.

При одинаковых диаметрах поперечной ар-матуры и одинаковой марке стали площадь сечения поперечной рабочей арматуры каждой сварной сетки будет:

при ео>/с/2

: / и \ A,=Mhl sii ; (6.48)

....... \ 1 /

при 1с12>ео>1с/6

/ п \

(6.49)


Рис. 6.11. Расчетные сечения стакана

Поперечное армирование подколонника при действии нормальной силы в пределах ядра сечения (eo<c/6) назначается конструктивно. Если это необходимо по расчету, то допускается увеличивать диаметр стержней двух верхних сеток по сравнению с диаметром стержней остальных сеток, который назначается в соответствии с расчетом.

При заглублении стакана в плитную часть фундамента площадь сечения поперечной рабочей арматуры сеток также определяется по формулам (6.48), (6.49), а сетки поперечного армирования устанавливаются в пределах подколонника.

Стенки стакана допускается не армировать в следующих условиях: при их толщине поверху более 200 мм и более 0,75 высоты верхней ступени (при глубине стакана большей, чем высота подколонника); при их толщине поверху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана (прн глубине стакана меньшей, чем высота подколонника). Проверка прочности дна стакана подколонника производится расчетом на местное смятие от торца колонны.

Для внецентренно слсатых подколонников и изгибаемой плитной части ширина раскрытия трещин рассчитывается следующим образом: если - проверяется длительное раскрытие трещин, от действия момента Mi, если Mt/Ms<lb - проверяется кратковременное раскрытие трещин от действия момента Ms (где Mt - момент от постоянных и длительных нагрузок; Ms - суммарный момент, включающий и кратковременные нагрузки).

Проверка ширины раскрытия трещин прн однорядном армировании не производится в таких случаях [9]:

если коэффициент армирования превышает 0,02 для арматуры классов А-П и А-П1;

если при любом ц диаметр арматуры не превышает 22 мм для класса А-П и 8 мм для класса А-П1.

Предельная ширина трещин не должна превышать:

при расположении элемента выше уровня грунтовых вод прн кратковременной нагрузке 0,4 мм, при длительной 0,3 мм;

при расположении элемента ниже уровня грунтовых вод прн кратковременной нагрузке 0,3 мм, при длительной 0,2 мм.

Пример 6.1. Определить размеры и площадь сечения арматуры внецентренно нагруженного фундамента со ступенчатой плитной частью и стаканным сопряжением с колонной размером сечения с^с = 400X400 мм. Глубина заделки колонны 0,75 м. Отметки: низа колонны - 0,90 м, обреза фундамента - 0,15 м, низа подошвы - 2,55 м. Размер подошвы 3,3X2,7 м.

Расчетные нагрузки на уровне обреза фундамента , приведены в табл, 6.1.



ТАБЛИЦА 6.1. к ПРИМЕРУ 6.1

При Vy

При V/>?

Рас^гетное

сочетание

N, кН

кН-м

Q, кН

кН м

Qy. кН

TV, кН

кН м

Q, кН

кН -м

2000

2400

1750

2100

Примечание, Индексы обозначают: х - направление вдоль большего размера подошвы; г/- то же, вдоль меньшего.

Материалы: сталь класса А-П1, R 5=360 МПа [0 6-8 мм), Д^=375 МПа (0 10 мм), бетон тяжелый марки М150 (М200).

Расчетные сопротивления приняты со следующими коэффициентами условий работы: Vfjj- Ь2~ =0,9; =085-

Решение. 1. Назначение предварительных геометрических размеров фун-

.1 II

2700

I IЖ

B

ISM 3300

2700

Рис. 6,12. Размеры проектируемого фундамента

д а м е н т а (рнс. 6.12). Определим необходимую толщину стенок стакана по сочетанию 3:

= Л1д./Л/= 336/2100 = 0,16 м, т. е <2/=2.0,4 = 0,8 м.

Тслщина стенок должна быть 6>0,2г^,=0,2Х0,4=

=0,08 м, но не менее 0,15 м. Тогда размеры подколонника ?yg=f?,jp=2X0,15-f2X0,075--0,4=0,85 м. При-

нлмаем с учетом рекомендуемого модуля 0,3 м.

= 0,9 м.

Высоты ступеней плитной части ft.=0,3 м. Площадь подошвы фундамента Л =3,3X2,7=8,92 м^. Момент сопротивления в направление! большего размера

1 blB = 3,3-2,7/6 = 4,9 м .

Рабочая высота плитной части /г=0,3-2-0,05= =0,55 м. Глубина стакана /г g=0,75-f0,05=0,8 м.

2. Расчет фундамента на продавливание. Расстояние от верха плитной части до низа колонны 1,05 м, в то время как цс~ыс~с =0,25 м, следовательно, проверка на продавливание плитной части производится от низа подколонника.

Максимальное краевое давление на грунт (6):

сочетание 1

= 2400/8,92-- (96 + 36.2,4)/4,9 = 0,268 4- 0,033 == 0,306 МПа;

сочетание 3

Ртах = 2100/8,92 -f (333 + 72-2,4)/4,9 = ==0,339 МПа. Принимаем наибольшее значение Р^дд; Продавливающая сила =ЛоРпгах' По формуле (6.6) Л,=0.5 6(/-г^-2/д-0,25 (Ь-й^.

= 0,5-2,7 ( 3,3 - 0,9 - 2-0,55) - 0,025 ( 2,7 - 2-0,55)= = 1,64 м^.

=0,339 МПа

2Л„)2 =

о; 0,9 -

Тогда /== 1,64-0,339=556 кН.

Задаемся маркой бетона М150 с R-j. =0,57 МПа. С учетом V{,2 °9 V {,4 =0.85 Д {,=0,57-0,9 0,85 = = 0,436 МПа.

По формуле Тогда

(6.7) Ъ

Р

= &gf/?.o=0,9-fO,55=l,45

kRJ 6р == 1-0,436-1,45-0,55 = 305 кН < 556 кН.

Следовательно, принятая высота плитной части фундамента недостаточна. Переход на бетон марки М200 повысит несущую способность на продавлнв-п-ние в 250/150=0,7/0,57=1,2 раза, чего также недостаточно. Следует либо увеличить высоту верхней ступени (например, с 0,3 до 0,45 м), либо ввести еще одну (третью) ступень, т. е. принять высоту плитной части /г=0,9 м; Ао=0,85 М.

Принимаем трехступенчатый фундамент. Проверку на продавливание производим (прч разном числе ступеней плитной части) в двух направлениях по формулам (6.27) и (6.28):

0 = 0-5 - с ~ - 0.25 [Ь-Ь^~.

- 2(/Zo - h,)] = 0,5.2,7 (3,3 - 0,9 - 2-0,85) -

- 0,25 [2,7 - 0,9 - 2 (0,85 - 0,3)]= = 0,85 m=;

F = 0,85-0,339 = 288 кН;

Несущая способность фундаме. ов по формуле (6.26)

F == 0,436 [(0,85 - 0,3) 1,45 + 0,3-0.93 = = 465 кН > 288 кН.

Принятый фундамент удовлетворяет условшо прочности на продавливание.

Рассмотрим дополните.яьно вариант при двухступенчатом фундаменте с высотой верхней ступени 0,45 м. Тогда (прн /го=0,7 м):

Ао == 0,5-2,7 (3.3 - 0,9 ~ 2-0,7) - 0.25 (2,7 -

- 0,9 -2-0,7)= = 1,31 м=;

F = 1,31-0,339 =: 444,1 кН;

= 0,9 + 0,7 = 1,6 м.

Несущая способность фуядамента по формуле (6.1)

F= 1-0,436.1,6-0,7 = 488,3 кН > 444 кН,

т. е. и такой фундамент удовлетворяет прочности на продавливание.

Покажем, однако, что последний вариант менее экономичен. Действительно, объем плитной части высотой 0,9 м при трехступенчатом фундаменте

У, = 3,3-2,7-0,3 + 2,4-1,8-0,3 + 1,5-0,9-0,3 = 4,37 w\ а при двухступенчатом фундаменте с учетам допол-.



1 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 48