Розрахунок позацентрово навантажених окремих фундаментів

Сприймають дію згинаючого моменту, поздовжньої та поперечної сил. Форма підошви прямокутна, витягнута в площині дії моменту зі співвідношенням 1:2 (інколи 1:3).

Розподіл тиску під підошвою фундаменту умовно приймаємо лінійним, тоді крайові напруження під підошвою рівні:

,                   (7.13)

де A = a · b, W = b · a²  / 6.

Залежно від значення ексцентриситету:

e = M_f / N_f,                                              (7.14)                      

де M_f = M + Q · h, N_f = N + A · γ_m · d,

можливі три форми епюри тиску:

· трикутна з відривом підошви від ґрунту e > a / 6, допускається для фундаментів безкранових будівель (рис. 7.8.а),

· трикутна e = a / 6, допускається для фундаментів безкранових будівель і з мостовими кранами Q≤75 т (рис. 7.8.б),

· трапецевидна e < a / 6, допускається для фундаментів будівель з мостовими кранами Q>75 т, відкритих кранових естакад.

 

	Рис. 7.8. Можливі форми епюри тиску під підошвою позацентрово завантаженого окремого фундаменту

В будь-якому випадку мають виконуватись наступні умови:

p_max ≤ 1,2·R,                                       (7.15)

p_m = 0,5·(p_max+ p_min) ≤ R,                             (7.16)

де R – розрахунковий опір основи, як правило, визначається виходячи з розрахунку основ за деформаціями (тому N, Q, M визначається за 2 гр. г.с.)

Рис. 7.9. Розрахункова схема позацентрово навантаженого

окремого фундаменту

 

Розрахункова схема окремого позацентрово завантаженого фундаменту

Розрахунки тіла фундаменту виконуються за 1 гр. г. с. на розрахунково граничні навантаження без врахування маси фундаменту та ґрунту на його уступах.

Висоту фундаменту h призначають виходячи із  конструктивних особливостей (умови 7.3 та 7.4) та умови його міцності на продавлювання (аналогічно умові 7.6):

F ≤ α·R_bt·u_m·h₀,

де α, R_bt – див. формулу (7.6),

u_m = 0,5·(b_col + b₀),

F = p·A₂,

p – середній тиск ґрунту на площу продавлювання A₂: 

p = 0,5·(p_max + p₃), де p₃ = p_min + (p_max–p_min)·(a–c) / а        (7.17)

площа продавлювання приблизно рівна:

A₂ = 0,5·(a – a₀) · b = c · b,                        (7.18)

Частини фундаменту, які виступають працюють як консолі, які защемлені у тілі фундаменту (аналогічно п. 7.2.1).

При цьому при розрахунку в площині дії моменту у формули згинальних моментів (7.10) – (7.11) підставляється середній тиск на відповідних ділянках, а при розрахунку перерізів в перпендикулярній до дії моментів площині підставляється середній тиск під підошвою                    p_m = 0,5·(p_max+ p_min).

Крім того для позацентрово навантажених фундаментів виконують розрахунок поздовжньої арматури підколонника. Для цього підколонник розглядають як позацентрово стиснутий елемент коробчастого перерізу на рівні дна стакану (приводиться до двотаврового перерізу - переріз 1-1) та суцільного перерізу в місці з’єднання підколінника з плитною частиною фундаменту (переріз 2-2).

Рис. 7.10. До розрахунку підколонника

 

 

Стрічкові фундаменти

Влаштовуються під стінами і при густо розташованих в плані колонах із значними навантаженнями, коли підошви окремих фундаментів підходять близько одна до одної. Підвищують жорсткість будівлі та вирівнюють осідання основи.

Під стінами стрічкові фундаменти виконують переважно збірними із фундаментних блоків (суцільних або пустотних) та блоків-подушок, які вкладаються у притул або із зазорами.

Рис. 7.11. Форми поперечного перерізу блоків-подушок

Рис. 7.12. Збірний стрічковий фундамент під стіну:

1 – фундаментний блок (пустотний); 2 – блок-подушка

 

Подушку розраховують у поперечному напрямку як консоль, яка завантажена реактивним тиском ґрунту (при цьому вирізають полосу шириною 1 м):

M_max = 0,5 · p · c²                           (7.19)

Арматуру знаходять за формулою (7.12).

Рис. 7.13. До розрахунку підошви стрічкових фундаментів

 

Стрічкові фундаменти під колони роблять окремими або перехресними стрічками таврового перерізу з полицею знизу або зверху. Їх розраховують як нерозрізні багатопролітні балки, опорами для яких є колони, а навантаженням – реактивний тиск ґрунту.

Армування аналогічне до нерозрізних балок перекриття.

 

Рис. 7.14. Стрічкові фундаменти під колони:

а) окремі стрічки, б) перехресні стрічки, в) поперечний переріз  тавровий з полицею зверху, г) поперечний переріз тавровий з полицею знизу

 

Суцільні фундаменти

Використовуються переважно при слабких грунтах і значних навантаженнях.

Бувають трьох видів: плитно-балочні або плитно-ребристі (рис. 7.15.а), плитні безбалочні (рис. 7.15.б), коробчастого перерізу     (рис. 7.15.в)

Рис. 7.15. Види суцільних фундаментів

 

Найбільш жорсткими є суцільні фундаменти коробчастого перерізу, але вони є найменш економічнішими.

Зі статичної точки зору суцільні фундаменти розглядають як перевернуте залізобетонне перекриття, опорами для якого є колони, а навантаженням - реактивний тиск ґрунту. Розподіл цього тиску є нерівномірним і залежить від жорсткості плити та деформативних властивостей ґрунту. В наближених розрахунках розподіл реактивного тиску приймають рівномірним.

Армування аналогічне до відповідного типу перекриття.