Розрахунок тіла фундаменту на продавлювання

 

Плитну частину фундаментів розраховують на продавлювання за умовою

F ≤ R_btb_mH_o,                                    (7.1)

де F – розрахункове зусилля, яке зумовлює продавлювання (визначається без урахування ваги фундаменту і ґрунту на його обрізах);

R_bt – розрахунковий опір бетону осьовому розтягу для граничних станів першої групи;

b_m – середнє арифметичне значення периметрів верхньої та нижньої основ піраміди продавлювання (рис. 7.1);

Н_о – робоча висота плитної частини фундаменту.

 

Рисунок 7.1 – Схема утворення піраміди продавлювання в центрально навантажених прямокутних і позацентрово навантажених фундаментах

 

 

Для позацентрово навантажених фундаментів параметри, які входять у (7.1), розраховуються за формулами

b_m = b_c+ H_o;

F = (7.2)

          (7.3)

    Для центрально навантажених квадратних фундаментів ці ж параметри визначаються за формулами

                   (7.4)

Найбільше значення крайового тиску на ґрунт при розрахунках на міцність визначається за формулою

без урахування власної ваги фундаменту (тут N_m – розрахункове значення навантаження на обрізі фундаменту).

    Схему продавлювання, показану на рисунку 7.1, приймають при відсутності підколонника або якщо його висота h_cf < (l_cf – h_c)/2. При більшій висоті підколонника перевірку на продавлювання виконують, приймаючи піраміду продавлювання від нижньої основи підколонника. При цьому використовуються формули (7.2), (7.3) та (7.4), в яких на заміну b_c і h_c приймаються b_cf та l_cf, де b_cf та l_cf – відповідно менший та більший розміри поперечного перерізу підколонника.

    Якщо одна із сторін верхнього уступу прямокутного фундаменту має розмір 1₁ > h_c+2h₂, а друга b₁ < b_c+2h₂ (рис.7.2), то розрахунок на продавлювання виконують за умовою

                (7.5)

Розрахункове зусилля продавлювання при цьому визначають за формулами

а) ;                (7.6)

при b > b₁+2h₀₁

б) за формулою (7.3)              при b ≤ b₁+2h₀₁.

    При проектуванні прямокутних фундаментів з різною кількістю уступів у двох напрямках (в поздовжньому напрямку три, а в поперечному - два) розрахунок на продавлювання виконують за формулою

                  (7.7)

де а)        (7.8)

при b > 2(H_o-h₃)+b_c;

б) F обчислюють за формулою (7.3), при b < 2(H₀-h₃)+b_c.

 

Визначивши загальну висоту плитної частини фундаменту за конструкційними умовами та із розрахунку на продавлювання, визначають висоту окремих уступів фундаменту [9, табл. 6.3].

 

Рисунок 7.2 – Схема утворення піраміди продавлювання в прямокутних фундаментах з розмірами верхнього уступу 1₁ > h_c+2h₂ і b₁ < b_c+2h₂

 

 

    Винос нижнього уступу фундаменту (рис. 7.3) визначають розрахунком на продавлювання за формулами (7.1)-(7.3) із заміною в них Н_о, b_m, h_c i b_c відповідно на h₀₁, b_1m, l₁, b₁. При цьому повинна виконуватись умова

с₁ ≤ φ₁h₀₁                                   (7.9)

    Значення коефіцієнта φ₁ наведені в [9, табл. 6.7].

Мінімальні розміри в плані уступів дво- та триуступного фундаментів (рис. 7.4) визначають згідно з умовами

1₁ ≥ 1-2с₁;      b₁ = 1₁b/1;                             (7.10)

.                 (7.11)

 

 

Рисунок 7.3 – Схема утворення піраміди продавлювання в нижньому уступі фундамента

 

    При стаканному з’єднанні колони та фундамента розрахунок виконують за формулами (7.2) – (7.8), якщо товщина дна стакана h_b задовільнює умови

.                    (7.12)

Якщо умови (7.12) не виконуються, то окремі фундаменти при стаканному з’єднанні колони з фундаментом розраховують на продавлювання за схемою, показаною на рис.7.5.

    При цьому повинна виконуватись умова

,                        (7.13)

    де N_m – розрахункове навантаження на обрізі фундаменту;

 

 

 

Рисунок 7.4 – Мінімальні розміри уступів двоступінчастого і триступінчастого фундаментів

 

 

 ;      (7.14)

b_m= b_h+h_ob.

Крім того, для даного типу фундаментів виконують розрахунок на розколювання (рис.7.6) за однією із формул

 при  ;                  (7.15)

 при  .                   (7.16)

У формулах (7.15) і (7.16) b_c/h_c ≥ 0,4   і   h_c/b_c ≤ 2,5.

Рисунок 7.5 – Схема утворення піраміди продавлювання при висоті фундаменту від підошви до дна стакана h_b < H +0,5(l_cf – h_c) i

h_b < H + 0,5(b_cf – b_c)

 

 

Якщо стінки стакана фундаменту не армуються, то додатково до розрахунку за формулою (7.13) перевіряють міцність на продавлювання колоною від верху стакана

                      F ≤ 0.75R_btb_mH_o.                                     (7.17)

 

        

 

Рисунок 7.6 – До розрахунку фундаменту на розколювання