Розрахунок центрально стиснутих фундаментів

 

Найчастіше розміри підошви фундаментів призначають відповідно до вимог норм проектування підвалин і фундаментів [10]. При цьому ви-ходять з умов деформативности ґрунтової підстави, отже навантаження на фундамент приймаються характеристичні. Потім обов'язково перевіряють тиск під підошвою фундаменту. Цей тиск не повинен перевищувати розра-хункового опору ґрунту, що визначається залежно від глибини закладення фундаменту, наявності підвалу, ширини фундаменту, геологічних характе-ристик підстилаючого шару та інших параметрів.

Досвіди свідчать, що тиск під підошвою фундаменту в загальному випадку розподіляється нерівномірно і залежить від жорсткості конкретно-го фундаменту, властивостей ґрунту, інтенсивності середнього тиску та ін. Однак при розрахунках умовно приймають, що воно розподілене рівномі-рно, тобто немає пікових значень у місцях концентрації навантаження, і характеризується або горизонтальною, або похилою прямою лінією.

 

Тиск на ґрунт по краю фундаменту, завантаженого позацентрово в од-ному напрямку, не повинен перевищувати 1,2 R, а в куті фундамента при дво-хосьовому позацентровому завантаженні 1,5 R; R – розрахунковий опір ґрунту.

 

Для центрально-завантаженого фундаменту спочатку визначається попередня площа підошви фундаменту:

A =	^Nser	,	(7.1)
R − γm H

де N_ser – зусилля, передане фундаменту від нормативних навантажень; γ_m –усереднена щільність ґрунту з урахуванням ваги фундаменту; γ_m = 18÷20кН/м³; H –глибина закладання фундаменту(від поверхні ґрунтудо підошви фундаменту).

 

Якщо немає особливих вимог, то центрально завантажені фундамен-ти роблять квадратними чи близькими до цієї форми. Після попереднього призначення розмірів підошви фундаменту приступають до його констру-

 

 

ювання. При цьому істотною обставиною є вид фундаменту, його розміри, особливо висота і кількість ступенів.

 

Мінімальну висоту монолітного чи збірного фундаменту з квадрат-ною підошвою визначають умовним розрахунком за міцністю на продав-лювання в припущенні, що продавлювання може відбуватися по поверхні піраміди продавлювання, бічні грані якої починаються від колон і закін-чуються на рівні нижньої сітки плити, кут нахилу граней піраміди складає

45°. Ця умова визначається формулою		(7.2)
P ≤ Rbth0um	,

де R_bt – розрахунковий опір бетону розтягу; u _m – середній периметр пі-раміди продавлювання, u_m = 2(h_col + b_col + 2 h₀); h₀ – робоча висота фундаме-нту; P – сила, що продавлює.

 

Сила, що продавлює, P приймається відповідно до розрахунку по пе-ршій групі граничних станів на рівні верха фундаменту за винятком тиску

ґрунту по площі підстави піраміди продавлювання:
P = N –A1p	(7.3)

де А ₁ = (h _col + 2 h₀)(b_col + 2 h₀); p = N/A, N – розрахункове зусилля; А – повна площа фундаменту.

 

Корисна висота фундаменту за умови на продавлювання може бути обчислена за наближеною формулою

h = − ^hcol ^+ ^bcol +^1	N	,	(7.4)
			Rbt + p

де позначення у формулі (7.4) ті ж, що й у формулах (7.2) і (7.3).

 

Якщо фундамент законструювати за висотою h₀, отриманої з форму-ли (8.4), то додатковий розрахунок на продавлювання не виконується.

 

Повну висоту та всі інші розміри фундаменту, включаючи розмір ступенів і стакану, призначають з урахуванням конструктивних вимог і з кратністю у плані 300 мм, а по висоті 150 мм. При ширині фундаменту b ≤2,4м фундамент проектується одно-або двоступінчатий,при b > 2,4м

 

– дво- або триступінчатий.

 

Після призначення остаточних розмірів фундаменту і його ступенів розраховують площу перерізу арматури нижньої плити. Розрахункова схе-ма фундаментної плити – це консоль, защемлена в місці спирання колони на фундамент і завантажена реактивним тиском ґрунту (відпором) (рис. 7.4).

 

 

Зовнішні частини фундаменту під дією реактивного тиску знизу пра-цюють подібно консолям, що згина-ються і защемлені у масиві фундамен-ту; їх розраховують у перерізах I-I, II-II, і т.д. залежно від кількості ступе-нів; у деяких випадках розраховується перетин III-III по межі піраміди прода-влювання.

 

Значення згинальних моментів від розрахункових навантажень у пе-рерізах I-I і II-II визначаються так:

 

hcol

P

 

	a/2
N	I
	II

 

a1	III
ho	h02
C-1	h01
P	II III
I

a

 

Рис. 7.4 – Розрахункова схема центра-льно стиснутого фундаменту

M	I − I	= 0,125 p (a − h	)^2	⋅ b
	col		(7.5)
				.
M II − II =0,125 p (a − a 1)	⋅ b

Площа перерізу арматури нижньої сітки С-1 на ширину фундаменту b (для квадратних фундаментів a = b)визначається в кожному з перерізівI-I, II-II, і т.д. як для елементів, що згинаються. Щоб не збільшувати обсяг розрахункових операцій, допускається приймати табличний параметр ζ для фундаментів рівним 0,9, тоді:

A	=	^M I − I	; A	=	^M II − II	.	(7.6)
s (I − I)			s (II − II)		0,9 Rs h 02
		0,9 Rs h 01

Кількість арматури в розрахунковому перерізі повинна бути не ниж-че мінімально припустимого відсотка армування для елемента, що згина-

ється, тобто A_s,min = 0,0005 bh₀.

 

При прямокутній підошві площа арматури плити фундаменту визна-чається розрахунком в обох напрямках.

 

Корисну висоту нижньої ступені приймають такою, щоб вона відпо-відала умові міцності за поперечною силою без поперечного армування в похилому перерізі.

Для перерізу III-III повинна задовольнятися умова

 

pl ≤2 h 01 ϕb 2 Rbt p,

(7.7)

де l = 0,5(a – h_col –2 h₀).

 

Крім того, корисна висота нижньої ступені повинна бути перевірена на міцність проти продавлювання за умовою (7.2). Конструктивно реко-мендується виліт нижньої ступені слід робити не більше 600 мм, висоту ступенів приймати 300, 450 мм.

 

 

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

 

1.Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1991. – 767с.

 

2. Барашиков А.Я. Залізобетонні конструкції. – К.: Вища школа, 1995. – 592 с.

 

3.Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Строительные конструкции: Учебник для техникумов. – М.: Агропромиздат. – 1990. – 431 с.

 

4.Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конс-трукции. – М.: Высшая школа, 1987. – 383 с.

 

5.Поляков Л.П., Лысенко Е.Ф., Кузнецова Л.В. Железобетонные конс-трукции: Учебник. – К.: Вища школа, 1984. –351с.

 

6.ДСТУ 3760-98. Прокат арматурный для железобетонных конструк-ций. Общие технические условия. – К.: Госстандарт Украины, 1998. – 20с.

 

7.СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Государственное издательство по делам строительства, 1985. – 89с.

 

8. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. – М., 1983. – 40с.

9.СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М., 1986. – 87с.

10. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М.: Стройи-

 

здат, 1984. – 64с.

11. Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительно напряжения) // ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: Стройиздат, 1977. – 328с.

 

12. Изменение 1 к СНиП 2.03.01–84* (початок) // Будівництво Украї-

 

ни. –1995. – №6. – c I-IV.

 

13. Изменение 1 к СНиП 2.03.01–84* (закінчення) // Будівництво України. – 1996. – №1. – c I-IV.

14. Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без предварительного напряжения. – К.: Госстрой Украины, 2002. – 39 с.

 

15. ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия. – К: Минстрой Укра-

 

ины, 2006. – 60 с.

 

16. ДСТУ 3760:2006. Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій.

 

17. ДБН В.2.6-98:2009.

 

 

 

 

ДОДАТКИ

 

Додаток І