R – расчётное сопротивление грунта основания

l=bk; b = max (bi).

b1 b2 b3 b4 b

Для этого в координатной плоскости с осями b, p строят графики левых и правых частей неравенств (4.1). Абсциссы точек пересечения этих графиков являются граничными значениями ширины подошвы фундамента bi в неравенствах (4.1). В качестве расчетного значения ширины подошвы фундамента принимают максимальное значение из найденных граничных значений: b = max (bi).

2. Расчет осадок фундамента. Расчет осадок фундамента выполняется

методом послойного суммирования или методом линейно-деформируемого слоя (см. лекцию 8 курса "Механика грунтов") по расчетным нагрузкам и характеристикам грунтов для II группы предельных состояний. При этом в необходимых случаях учитывают влияние соседних фундаментов. В том случае, если абсолютные и относительные осадки фундамента не удовлетворяют требованиям норм (см. лекцию 1), производят корректировку конструктивных параметров фундамента с целью уменьшения осадок основания. Уменьшение осадок основания достигается увеличением размеров подошвы фундамента и увеличением глубины заложения фундамента. Если указанными мерами не достигается необходимое уменьшение осадок основания, прибегают к мерам, связанным с улучшением свойств грунтов, слагающих основание, или переходят на фундаменты другой конструктивной системы, например, на свайные фундаменты.

3. Расчет фундаментной плиты на продавливание. Фундаментные плиты, как правило, не имеют поперечного (вертикального) армирования, в связи с чем поперечные силы воспринимаются исключительно материалом фундамента (бетоном). Экспериментальными исследованиями установлено,

что разрушение фундаментной плиты от действия поперечных сил происходит по схеме отрыва со скалыванием по граням пирамиды продавливания (рис. 4.3).

фундаментная N 

плита

пирамида продавливания

45

P

Рис. 4.3. Схема продавливания фундаментной плиты при действии осевой нагрузки: р – реактивное давление грунта;  - нормальное напряжение по верхнему основанию пирамиды продавливания от действия силы N.

Меньшим основанием пирамиды продавливания является опорное сечение колонны или подколонника. Большим основанием пирамиды продавливания является площадь подошвы фундамента, ограниченная линиями пересечения подошвы фундамента с боковыми гранями пирамиды продавливания. Боковые грани пирамиды продавливания наклонены к горизонтальной плоскости под углом 45°. Нормальные напряжения на меньшем основании пирамиды продавливания, вызванные нагрузкой от колонны, уравновешиваются давлением грунта на большее основание и проекциями на вертикальную ось нормальных растягивающих напряжений, действующих на наклонных гранях пирамиды продавливания. Высота пирамиды продавливания h0 измеряется от опорного сечения колонны или подколонника (при высоком подколоннике) до центра тяжести нижней рабочей арматуры в фундаментной плите (рис. 4.4).

а) колонна б)



45° 45°

45° 45° 

h0

h0 45° 45°

Рис. 4.4. Схема к определению высоты пирамиды продавливания: а – при низком подколоннике, б – при высоком подколоннике.

В сборно-монолитных фундаментах допускается опорное сечение колонны принимать на уровне обреза фундамента. Пирамида продавливания

не должна выходить за границы фундамента. Последнее может иметь место при высоком подколоннике (рис. 4.4, б). Если указанное выше имеет место, высота пирамиды продавливания измеряется от опорного сечения подколонника.

Различают два вида расчетов на продавливание: продавливание по четырем сторонам; продавливание по короткой стороне. Расчет на продавливание по четырем сторонам выполняют для центрально нагруженных прямоугольных в плане фундаментов. Во всех остальных случаях выполняют расчет на продавливание по короткой стороне. Расчеты выполняются по расчетным нагрузкам на фундаменты для I группы предельных состояний.

Расчет на продавливание по четырем сторонам. Обозначим размеры меньшего основания пирамиды продавливания buc и luc (рис. 4.5).

1 buc 1

F Fv

Fh

N Fv F

Fh

h0

Rbt Rbt

45° 45°

по 1-1

l

buc

2h0+bucb

Ap Рис. 4.5. Схема к расчёту фундамента на продавливание по четырём сторонам: Ар – площадь подошвы фундамента за границей нижнего основания пирамиды продавливания; F, Fv, Fl – главный вектор и его проекции силы сопротивления отрыву по боковой поверхности пирамиды продавливания; Rbt – сопротивление бетона растяжению.

Вычислим средний периметр боковой поверхности пирамиды продавливания bp и площадь ее большего основания Ap:

b = 1 × (2 × b

+ 2 × b

+ 4 × h

+ 2 × l

+ 2 × l

+ 4 × h

) = 2 × (b + l

+ 2 × h);

p 2 uc uc

0 uc uc 0

uc uc 0

(4.2)

Ap = (buc + 2 × h 0) × (luc + 2 × h 0).

Продавливающую силу Q определим как давление грунта на подошву фундамента за границами пирамиды продавливания. Сумма проекций на вертикальную ось нормальных растягивающих напряжений в бетоне Rbt, действующих в предельном состоянии на боковой поверхности S пирамиды продавливания, Fv представится произведением этих напряжений на вертикальную проекцию площади боковых граней пирамиды продавливания S × cos 45° = bp × h0. Условие продавливания фундаментной плиты по четырем сторонам имеет вид:

N

Q = × (A - Ap) £  × bp × h 0× Rbt,

A

(4.3)

где  – коэффициент, принимаемый 1,0 для тяжелого, 0,85 для мелкозернистого и 0,8 для легкого бетона.

Расчет на продавливание по короткой стороне. Предполагается, что продавливание происходит по схеме отрыва со скалыванием по боковой грани пирамиды продавливания, примыкающей к короткой стороне подошвы

фундамента со стороны максимального давления на грунт (рис. 4.6).

luc

buc

M

N

P

a b l

c

A0

45° 45° 45° 45° h0 luc + 2h0 buc + 2h0

l b

Рис. 4.6. Схема к расчёту столбчатого фундамента на

d

k i m

luc

luc + 2h0

l

продавливание по короткой стороне:

Дата добавления: 2014-01-07