Расчёт на продавливание по схеме 1

Расчёт на продавливание плитной части (рисунок 17) центрально-нагру-женных квадратных железобетонных фундаментов производится из условия:

 

                                                    F ≤ R_bt· u_m ·h_o,_pℓ ,                               (7.1)                                                                                                                                             

   где F - продавливающая сила; принимается равной величине продольной силы N, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом величины реактивного давления грунта, приложенного к большему основанию пирамиды продавливания, считая до плоскости расположения растянутой арматуры (рисунок 17):

 

                                                 ,                                 (7.2)

 

          N_I,0 – расчетное усилие по I группе предельных состояний в уровне верхнего обреза фундамента;

         А _inF – площадь основания пирамиды продавливания:

 

                                          ,                            (7.3)

 

           R_bt – расчётное сопротивление бетона осевому растяжению, принимаемое с необходимыми коэффициентами условий работы γ _b2 и γ _b3 в соответствии с таблицей 15 литературы [8] как для железобетонных сечений;

          u_m – среднеарифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения h_o, _pℓ:

 

                                               u_{m =} 2(b_c + ℓ_c + 2 h_o,_pℓ).                           (7.4)

 

В фундаментах с прямоугольной подошвой при определении величин u_m и F предполагается, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы (площадь сечения колонны или подколонника), а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали.

Расчёт на продавливание центрально-нагруженных прямоугольных, внецентренно-нагруженных квадратных и прямоугольных фундаментов также производится в соответствии с формулой (7.1).

Величина продавливающей силы F принимается равной:

 

                                         F = A_o · P_max,                                     (7.5)

                                                                                                                               

   где A_o – площадь многоугольника продавливания, определяемая по формуле:

 

                 A_o = 0,5b(ℓ - ℓ _c - 2 h_o, _pℓ) – 0,25 (b - b _c - 2 h_o, _pℓ)²,       (7.6)

 

при (b - b _c  - 2 h_o, _pℓ) ≤ 0 последний член в формуле (7.6) не учитывается;

     P_max – максимальное краевое давление на грунт от расчётной нагрузки, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учёта веса фундамента и грунта на его уступах), при расчёте внецентренно-нагруженного фундамента в плоскости эксцентриситета:

 

                                           ,                                     (7.7)          

 

   где                                 M _Ι= М_{0 Ι} + Q_{0 Ι}· d,                                   (7.8)

 

   здесь М_{0 Ι} и Q_{0 Ι} – изгибающий момент и поперечная сила, действующие по обрезу фундамента;

момент сопротивления подошвы фундамента: .                  (7.9)          

Рисунок 17 – Схема образования пирамиды продавливания в центрально-нагруженных квадратных железобетонных фундаментах

 

   

При расчёте в перпендикулярной плоскости:

                                                     ,                                       (7.10)

Средний периметр пирамиды продавливания u_m в формуле (7.1) заменяется средним размером проверяемой грани b _m и вычисляется по формуле:

 

                          при b - b _c > 2 h_o, _pℓ       b _m = b _c + h_o, _pℓ,            (7.11)                                                                                                                                                                  при b - b _c ≤ 2 h_o, _pℓ       b _m = 0,5 (b + b _c),            (7.12)

 

   где b _c – размер сечения колонны или подколонника, являющийся верхней стороной рассматриваемой грани пирамиды продавливания.   

                                         

Выносы ступеней фундамента определяют расчётом на продавливание в соответствии с положением п.п.2.9…2.18 литературы [14].

Вынос нижней ступени фундамента с₁ (рисунок 18) находят из условия:

 

                           F ≤ R_bt · h_o1 · b_m1,                               (7.13)   

 

Рисунок 18 – Определение выноса нижней ступени

 

Силу F и величину b_m1   определяют по формулам:

                                                                                                

                                           F = А ₀₁ ·P_max,                                    (7.14)

                                                    b _m1 = b₁ + h₀₁,                                       (7.15)

 

   где А _o1 – площадь многоугольника продавливания, равная

 

                          А₀ = 0,5 b(ℓ−ℓ₁−2h₀₁) - 0,25(b - b ₁-2h₀₁)²                 (7.16)        

 

При b - b ₁ - 2h₀₁ ≤ 0 последний член формулы (7.16) не учитывается.

 

    Вынос нижней ступени с₁ принимают не более значений, указанных в приложении 3 литературы [14], с учётом модульных размеров. Минимальные размеры остальных ступеней фундамента определяют после установления выноса нижней ступени с₁ согласно п.п.2.17…2.18 литературы [14]. 

   Окончательные размеры ступеней назначают с учётом унификации размеров фундаментов. Необходимо учитывать, что размеры выноса ступеней, в особенности нижней ступени, определяют армирование подошвы. Поэтому назначенные по приведённой выше методике размеры ступеней могут быть скорректированы из условия экономичного армирования.