VIII. Армирование подошвы фундамента

Армирование подошвы фундамента необходимо для восприятия обусловленного отпором грунта изгибающего момента. В этом случае

следует использовать такую расчетную схему:

Рис. 9. К определению необходимого количества арматуры (схема)

На рисунке приняты такие обозначения:

- ширина подошвы фундамента; - длина подошвы фундамента; - опрокидывающий момент относительно оси ОХ; - опрокидывающий момент относительно оси ОУ; С1 – арматурная сетка; - расстояние от центра тяжести арматуры до верхнего обреза первой ступени в расчетном сечении I-I; - расстояние от центра тяжести арматуры до верхнего обреза второй ступени в расчетном сечении II-II; и - соответственно минимальное и максимальное значения контактных давлений под подошвой фундамента; и - расчетные сечения; и - расчетные моменты, по которым подбирается арматура.

Подбор арматуры выполняется в двух направлениях – в направлении оси ОХ и в направлении оси ОУ.

В случае, когда выполняется подбор арматуры в направлении оси ОХ, максимальное и минимальное напряжения под подошвой фундамента следует определять по формулам

. (31)

В случае, когда выполняется подбор арматуры в направлении оси ОУ, максимальное и минимальное напряжения под подошвой фундамента следует определять по формулам

. (32)

При этом изгибающий момент в расчетном сечении следует определять по формуле

, (33)

а изгибающий момент в расчетном сечении У – по формуле

. (34)

Здесь и расстояние от правого бокового обреза фундамента до расчетного сечения, а .

Площадь арматуры , необходимая для восприятия изгибающего момента в расчетном сечении, следует рассчитывать по формуле

, (35)

где и - см. схему, - прочность арматуры на растяжение (см. приложение П 4), а к – коэффициент, зависящий от относительной толщины сжатой зоны.

После определения площади арматуры следует задаться шагом расстановки арматурных стержней и по формуле:

(36)

определить диаметр одиночного стержня.

При этом диаметр одиночного стержня следует определить по формуле:

. (37)

Здесь

При конструировании арматурных сеток следует учитывать выпускаемый промышленностью сортамент арматурных изделий (приложение П 4).

. расчет средней осадКи фундамента

Обеспечения прочности и устойчивости грунтовых оснований недостаточно для нормальной эксплуатации возведенных на них зданий и сооружений. Это обусловлено тем, что вследствие неравномерности осадок фундаментов, их кренов, прогибов, выгибов и иных деформаций имеет место перераспределение усилий в конструкциях сооружения. Это либо затрудняет нормальную эксплуатацию сооружения, либо приводит к его частичному или полному разрушению. Поэтому действующие в настоящее время нормы (ДБН В.2.1-10-2009) требуют при проектировании фундаментов обязательного выполнения условия

, (38)

где и – соответственно расчетная и предельная деформации основания (последняя регламентируется ДБН В.2.1-10-2009; см. также приложение П 6, таблица И 1).

Осадку определяем с использованием метода послойного суммирования. Этот метод рекомендован ДБН В.2.1-10-2009 и является основным при выполнении расчетов осадок фундаментов промышленных зданий и гражданских сооружений (см. схему на рис. 10).

Расчет осадки производится на т.н. расчетной вертикали- прямой, проходящей через центр фундамента. При этом следует учитывать положение расчетной вертикали относительно центра котлована.

8.1. Осадку отдельного фундамента следует определять с использованием формулы

, (39)

где:

- – эмпирический коэффициент;

- – нормальное вертикальное напряжение в центре – того элементарного слоя толщиной , обусловленное нагрузкой от фундамента;

- – то же, обусловленное весом удаленного из котлована грунта; – количество слоев, на которые разбита сжимаемая толща;

- – модуль общей деформации основания, установленный по ветви первичного загружения основания;

- – то же, установленный по ветви вторичного загружения основания.

Примечание

Если отсутствуют результаты определения модуля , то его для сооружений и уровней допускается принимать равным .

Рис. 10. К определению осадки отдельного фундамента

На рисунке приняты такие обозначения:

– отметка природного рельефа; – то же, планировочная; – отметка заложения подошвы фундамента; – то же, уровня подземных вод; – нижняя граница сжимаемой толщи; – глубина заложения подошвы фундамента соответственно от уровня планировки и естественного рельефа; и – соответственно ширина подошвы фундамента и котлована; – среднее давление под подошвой фундамента; – напряжения от собственного веса грунта на глубине и отметке заложения подошвы фундамента соответственно при проектной отметке дневной поверхности основания (т.е. ); – то же, при отметке природного рельефа (т.е. ); – нормальные вертикальные напряжения от внешней нагрузки на глубине и отметке заложения подошвы фундамента соответственно. – напряжения от собственного веса грунта, возникающие при отрывке котлована;

8.2. Вертикальное напряжение от передаваемого через фундамент давления на грунт на расчетной глубине следует либо определять с использованием аналитической зависимости вида

(40)

положив в ней , либо по формуле

, (41)

где – коэффициент, который следует принимать по таблице 7 в зависимости от относительной глубины , а – среднее давление под подошвой фундамента. Здесь – ширина подошвы фундамента.

8.3. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на расчетной глубине следует определять с учетом положения фундамента в котловане в плане и по глубине. Если проходящая через центр фундамента расчетная вертикаль совпадает с центром котлована,

Таблица. 7

Коэффициенты .

	Коэффициент для фундаментов
Круг-лых	Прямоугольных, с соотношением сторон , равном	Ленточ-ных
1,0	1,4	1,8	2,4	3,2
	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,949	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977	0,977
0,8	0,756	0,800	0,848	0,866	0,876	0,879	0,881	0,881
1,2	0,547	0,606	0,682	0,717	0,739	0,749	0,754	0,755
1,6	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,629	0,639	0,642
	0,285	0,336	0,414	0,463	0,505	0,530	0,545	0,550
2,4	0,214	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,349	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,249	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,131	0,173	0,209	0,250	0,285	0,319	0,337
	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,123	0,150	0,185	0,218	0,255	0,280
4,8	0,062	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5,2	0,053	0,067	0,091	0,113	0,141	0,170	0,208	0,349
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,223
	0,040	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,173	0,208
6,4	0,036	0,045	0,062	0,077	0,099	0,122	0,158	0,196
6,8	0,031	0,040	0,055	0,064	0,088	0,110	0,145	0,185
7,2	0,028	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133	0,175
7,6	0,024	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123	0,166
	0,022	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113	0,158
8,4	0,021	0,026	0,037	0,046	0,060	0,077	0,105	0,150
8,8	0,019	0,024	0,033	0,042	0,055	0,071	0,098	0,143
9,2	0,017	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091	0,137
9,6	0,016	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085	0,132
	0,015	0,019	0,026	0,033	0,043	0,056	0,079	0,126
10,4	0,014	0,017	0,024	0,031	0,040	0,052	0,074	0,122
10,8	0,013	0,016	0,022	0,029	0,037	0,049	0,069	0,117
11,2	0,012	0,015	0,021	0,027	0,035	0,045	0,065	0,113
11,6	0,011	0,014	0,020	0,025	0,033	0,042	0,061	0,109
12,0	0,010	0,013	0,018	0,023	0,031	0,040	0,058	0,106

то допускается использовать рекомендованную ДБН В.2.1-10-2009 формулу

, (42)

где – коэффициент, который следует принимать по таблице в зависимости от относительной глубины , а – напряжения на отметке заложения подошвы фундамента от собственного веса грунта. Здесь – ширина котлована.

8.4. Если выполняется условие (т.е. среднее давление под подошвой фундамента будет меньше давления от собственного веса грунта), то осадку отдельного фундамента следует определять по формуле

(43)

8.5. При расчете осадок также следует учитывать дополнительные напряжения от соседних фундаментов. Для их определения на вертикали с координатами следует использовать принцип суперпозиции и аналитическую зависимость, положив в ней:

, (44)

где – см. пояснения к формуле (39), – координаты центра фундамента, осадки которого определяются; – то же, соседних фундаментов; – соответственно среднее давление под подошвой – того фундамента, ее ширина и длина; – общее число фундаментов.

8.6. Напряжения от собственного веса грунта на расчетной глубине следует определять по формуле

, (45)

в которой следует положить , где – удельный вес грунта выше подошвы фундамента; – расстояние от отметки природного рельефа до отметки заложения подошвы фундамента. Здесь – толщина – того слоя; – удельный вес слагающего его грунта; и – то же, – того слоя; – коэффициент Пуассона – того слоя; - расстояние от дневной поверхности основания до рассматриваемой точки.

При этом если рассматриваемая точка находится ниже уровня подземных вод, следует учитывать взвешивающее действие воды, а если ниже водоупора, то к напряжениям от собственного веса следует добавить напряжение , где – удельный вес воды, а – высота водного столба от уровня подземных вод до водоупора.

8.7. Нижнюю границу сжимаемой толщи основания назначают на глубине , на которой выполняется условие:

.

Коэффициент определяют равным:

– при выполнении условия м;

– при выполнении условия м;

– по интерполяции при выполнении условия м;

– , если внутри сжимаемой толщи или ниже нее залегает грунт с модулем деформации .

8.8. Данную методику определения осадок фундаментов не следует использовать в таких случаях:

– если при ширине фундамент м выполняется условие ;

– если при ширине фундамент м выполняется условие . Здесь - толщина грунтового слоя от подошвы фундамента до кровли скалы.

8.9. Результаты вычислений следует представить в виде таблицы, форма которой представлена в приложении П 8.

Дата добавления: 2014-10-15