Конструкции сборных и монолитных фундаментов. Расчет центрально и внецентренно нагруженных фундаментов стаканного типа под колонны.

Фундаменты-подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих частей здавния на грунтовое основание.

Они бывают трех типов: отдельные – под каждой колонной; ленточные - под рядами колонн в одном или двух направления, а также под несущими стенами; сплошные - под всем сооружением.

Отдельные фундаменты устраивают при относитекльно небольших нагрузках-под монолитные колонны только монолитные ф-ты, под сборные колонны –сборные и монолитные ф-ты.

Центрально нагруженные ф-ты чаще выполняют -квадратными. К-во ступеней:

-при Н<=45см-одноступенчатые; при 45<= Н<=90см-двухступенчатыми;Н>90см-трехступенчатыми.

Размеры ступеней ф-тов без подколонника проектируют так, чтобы весь контур ф-та находятся снаружи боковых граней усеченной пирамиды верхним основанием которой служит опорное сечение клоны, а грани наклонены под углом 45°.

Минимальная высота ступеней 300мм(кратно 150).Высоту ф-та и размеры в плане определяют расчетом. Высоту ф-та принимают из условия: заглубления, заделки сборной колонны, анкировки арматуры колонны. Толщина дна стакана не менее 200мм из условия продавливания колонной при монтаже. Мин.зазор м-у колонной и стенками ф-та: 75мм-поверху и 50мм-понизу. Мин.толщина стенок неармированного стакана поверху принимается = 0,75 глубины стакана и не менее 200мм.

Внецентренно нагруженные ф-ты проектируют прямоугольными с соотношением сторон не менее 0,6.

Для монолитных ф-тов применяют класс бетона по прочности на сжатие не менее В12.5, сборных В15.Арматура переодического профиля класс А3, для слабонагруженных сечений Кл А2 и Вр1,расположенные в подошве в виде сварных сеток для восприятия растягивающих усилий от реактивного давления грунта. При длине меньшей стороны b<3м-рабочая арматура в двух направлениях, b>3м рабочая арматура в продольном направлении. Минимальный Ø рабочей арматуры сеток подошв=10мм (при L<3м) и 12мм (при L>3м, и половина стержней имеет длину=0,8L). Мин. размер ячеек=200мм,защитный слой=30мм-сборные и 70мм-монолит с бетонной подготовкой.

Подколонник армируют: (если необходимо)вертикальными сварными плоскими сетками обьединенными в пространственный каркас.При бетонном подколоннике каркас устанавливается только в стаканной части и заглубляется ниже дна стакана на 35Ø продольной арматуры. Øпродольной арматуры не менее 12мм,бетонном-10мм.Горизонтальное армирование-сварными плоскими сетками Ø8мм и не менее 1/4Ø вертик. продольной арматуры подколонника. При толщине стенок стакана поверху более 200мм и более0.75глубины стакана и высоты верхней ступени ф-та-стенки не армируют.

ЦЕНТРАЛЬНО ЗАГРУЖЕНЫЙ Ф-Т.

Необходимая площадь подошвы:

A = a×b = Nn/(R- g_m×d)

Где N - нормативная сила, передаваемая фундаменту; d – глубина заложения фундамента; g_m = 20 kH / м 3 - усредненная нагрузка от веса 1 м3 фундамента и грунта на его уступах.

Расчет ведут с помощью последовательных приближений.При первом приближении полагают: R=R0, где R0 расчетное сопротивление гр-та (СНиП).

Для окончательного назначения размеров фундамента расчетное давление на грунт основания R определяют по формулам:

При d =< 2м

При d > 2м

(1)

где b, d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м; d₀=2 м; - нагрузка от веса 1 м³ грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³; =0,125 – коэффициент, принимаемый для основания, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; =0,05 – то же, пылеватыми песками, супесями, суглинками, и глинами; =0,25 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; =0,2 – то же, супесями и суглинками; =0,15- то же, глинами.

Площадь подошвы должна быть подобрана так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало расчетного сопротивления гр-та: P<=R, где:

, если (1) не выполняется,то увеличивают размеры подошвы, после выполнения условия находят размеры сторон: ,оругл. кратно 30см.

РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ.

Мин. высоту плитной части определяют расчетом на продавливание которое может проходить по пов-ти пирамиды (угол=45°)

Где R_bt - расчетное сопротивление бетона при растяжении; - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, h0-рабочая высота плитной части ф-та..

; полная высота плитной части

При установке сборной колонны глубина заделки: ;

Lан-длинна анкировки (25-35D), 6-зазор м-у стаканом и колонной.

Высота ступеней должна отвечать условию пр-ти поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. ,где , с- проекция рассматриваемого накл. Сечения

РАСЧЕТ АРМАТУРЫ ПОДОШВЫ

Определяют расчетом по нормальным сечениям консольного вылета плитной части на действие отпора гр-та. Момент в каждом сечении: ,где l,b-р-ры.

Требуемая площадь арматуры, воспринимающую растягивающее напряжение при изгибе в расчетных сечениях: , R-расч. Сопротивление арматуры растяжению. По наибольшему значению А подбирают арматуру подошвы.

ВНЕЦЕНТРЕННО ЗАГРУЖЕНЫЙ Ф-Т.

Необходимая площадь подошвы:

A = a×b = (1,05…1,6)Nn/(R- g_m×d), где (1,05…1,6)- коэффициенты учитывающие влияние моментов. Соотношение сторон ф-та b/l=0.6…0.85. Принятые р-ры достаточны, если ; ; ;

Где

N и M норм. Сила и изгиб. момент на ур-не подошвы ф-та. L-эксцентриситет продольной силы, W-момент сопротивления подошвы ф-та.

РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ- выполняют по тем же ф-лам.

Высота ступеней проверяется на продавливание:

РАСЧЕТ АРМАТУРЫ ПОДОШВЫ

Для определения площади арматуры плитной части находят давление гр-та Pmax /min от расчетных нагрузок Ncol,Mcol,Qcol передаваемых колонной: , изгибающие моменты в сечениях

, P1-1-давление гр-та в 1-ом сечении.

В направлении перпендикулярном плоскости действия момента

Требуемая площадь арматуры, воспринимающую растягивающее напряжение при изгибе в расчетных сечениях: