Расчет прочности ростверка по поперечной силе

 

Расчет прочности плитной части ростверка по поперечной силе в наклонном сечении выполняется в месте изменения высоты ростверка и заключается в проверке следующего условия:

Q £ mb_рh ₀ R_bt,

где Q = å N_pi – сумма расчетных усилий всех свай, находящихся за пределами наклонного сечения, Q = å N_pi = 2×264,0 = 528,0 кН; b_р – ширина подошвы ростверка, b_р = 2,1 м, h ₀ – рабочая высота ростверка в рассматриваемом сечении, h ₀ = h ₁ – a_s = 0,75 – 0,04 = 0,71 м; R_bt – расчетное сопротивление бетона растяжению, для тяжелого бетона кл. В20 R_bt = 0,9 МПа, принимается по прил. 1 [14] или прил. 8, табл. 8.1 настоящего учебного пособия; m – коэффициент, принимаемый по табл. 9.10 [13] в зависимости от отношения с / h ₀ (с – длина проекции рассматриваемого наклонного сечения, принимаемая равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани подколонника или ступеней ростверка, рис. 5.4). Так как с / h ₀ = 0,15/0,71 = 0,21 < 0,3, поэтому с / h ₀ = 0,3 и m = 2,45. Тогда,

Q = 528,0 кН < = 2,45×2,1×0,71×900,0 = 3287,66 кН.

Условие выполняется, следовательно, прочность нижней ступени по поперечной силе обеспечена.

 

Расчет прочности ростверка на изгиб

 

Расчет прочности ростверка на изгиб производят в сечениях по граням колонны, а также по наружным граням подколонника и ступеней ростверка.

Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. В сечениях I-I и II-II (рис. 5.4) определяем изгибающие моменты.

Расчетные изгибающие моменты для каждого сечения определяют как сумму моментов от расчетных усилий в сваях и от местных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения.

В плоскости действия момента – в направлении большей стороны:

для сечения I-I:

158,4 кН×м,

где l ₁ – расстояние от оси сваи до ближайшей грани подколонника, l ₁ = 0,3 м;

для сечения II-II:

316,8 кН×м,

где l ₂ – расстояние от оси сваи до ближайшей грани колонны l ₂ = 0,6 м.

2. В тех же сечениях определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры плитной части ростверка (рис. 5.4). Подбор арматуры ведется на всю ширину или длину ростверка.

В плоскости действия момента – в направлении большей стороны:

для сечения I-I:

0,000679 м² = 6,79 см²;

для сечения II-II:

0,000661 м² = 6,61 см²;

где h ₀₁, h ₀₂ – расчетные рабочие высоты ростверка соответственно в сечении I-I и II-II, h ₀₁ = h ₁ – a_s = 0,75 – 0,04 = 0,71 м, h ₀₂ = H_р – a_s = 1,5 – 0,04 =
= 1,46 м; М _I-I и М _II-II – изгибающие моменты соответственно в сечении I-I и II-II; R_s – расчётное сопротивление арматуры растяжению, определяется по прил. 5 [14] или прил. 8, табл. 8.2 настоящего учебного пособия, для стержневой арматуры кл. А-III R_s = 365 МПа.

3. Из двух значений и выбираем большее, по которому и производим подбор диаметра и количество стержней. Для этого задаемся шагом стержней, обычно S = 150 ¸ 200 мм. Принимаем S = 150 мм. Количество стержней больше числа шагов на 1. Деля на число стержней, получаем требуемую площадь одного стержня, по которой, используя сортамент арматуры прил. 6 [14] или прил. 9 настоящего учебного пособия, подбираем окончательный диаметр одного стержня.

Принимаем шаг стержней S = 150 мм (рис. 5.5). = 6,79 см². Принимаем количество стержней n = 14 шт. Тогда

0,485 см².

Принимаем диаметр одного стержня Æ = 8 мм (А_s = 0,503 см²). Но так как минимально допустимый диаметр арматуры должен быть не менее 10 мм, окончательно принимаем диаметр одного стержня 10 мм (А_s = 0,785 см²).

Шаг, диаметр и площадь сечения рабочей арматуры плитной части ростверка в плоскости, перпендикулярной направлению действия момента, принимается по конструктивным требованиям* – S = 150 мм (рис. 5.5),
Æ = 10 мм (А_s = 0,785 см²).

Схема армирования плитной части ростверка арматурной сеткой С-1 представлена на рис. 5.6.

 

Расчет подколонника ростверка

 

Расчет подколонника ростверка свайного фундамента аналогичен расчету подколонника фундамента мелкого заложения см. (п.4.6.7).

 

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ

 

Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов фундаментов производится упрощенно согласно п.11 и прил. 2 [15] или прил. [13] по стоимости двух вариантов фундаментов (ФМЗ-1 и СФ-1) в данной расчетной точке, по упрощенным показателям в табличной форме следующего вида.

Таблица 6.1

Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

 

№ п/п	Ссылка на приложение	Вид работ	Фундамент мелкого заложения	Свайный фундамент
Ед. изм	Кол.	Стоимость в руб.-коп.	Ед. изм.	Кол.	Стоимость в руб.-коп.
ед-цы	общая	ед-цы	общая
			Разработка грунта под фундаменты жилых и гражданских зданий:
		А-II-1	– при глубине выработки до 1,8 м без водоотлива	м^3	108,0	4-10	442,8	м^3	108,0	4-10	442,8
		А-II-2	– при глубине котлована более 1,8 м на каждые 0,1 м увеличения глубины стоимость земляных работ повышается на 10%	м^3	154,8	0-62	95,98	м^3	154,8	0-62	95,98
		В-I-4	Монтаж сборных железобетонных отдельностоящих фундаментов из бетона кл. В20	м^3	3,25	21-00	68,25	–	–	–	–
		А-IV-1 а)	Крепление стенок котлована досками при глубине выработки более 3 м	м^2	131,4	0-77	101,2	м^2	131,4	0-77	101,2
		7-85	Забивка железобетонных полнотелых призматических свай до 10 м	–	–	–	–	м^3	1,44	25-91	37,31
		В-IV-14	Устройство монолитного железобетонного ростверка	–	–	–	–	м^2	3,92	23-20	90,94
		Б-I-2	Устройство песчаной подготовки под фундаменты	м^3	0,63	4-80	2,84	м^3	0,44	0,11	0,05
						S =	711,0			S =	768,28

ВЫВОД: В результате сравнения технико-экономических показателей, наиболее дешевым оказался фундамент мелкого заложения, поэтому для второго расчетного сечения производим расчет только фундамента мелкого заложения.