А0– площадь подошвы фундамента за границей нижнего основания призмы продавливания, отнесённая к короткой стороне

æ

Продавливающую силу Q определяют как произведение максимального давления грунта на площадь подошвы фундамента A0 за пределами пирамиды продавливания, отнесенную к рассматриваемой боковой грани пирамиды продавливания. Для нахождения указанной площади на плане фундамента продолжают проекции ребер пирамиды продавливания до их пересечения со сторонами подошвы фундамента (линии cb и di на рис. 4.6). Кроме этого продлевают сторону cd большего основания пирамиды продавливания до ее пересечения со сторонами подошвы фундамента (линии cl и dm на рис. 4.6). Искомую площадь подошвы фундамента определяют как разность площади прямоугольника almk и двух треугольников – cbl и dim. Расчетные формулы имеют вид:

A = 1 × (l - l

- 2 × h

) × b; A = A

= 1 × ç 1 × (b - b

)

;

÷

- 2 × h ö

almk 2 uc 0

cbl

dim

2 è 2

uc 0

ø

(4.4)

A = A

- 2 × A

= b × (l - l

- 2 × h

) - 1 × (b - b

- 2 × h

)2,

0 almk

cbl 2 uc 0 4

uc 0

где l, b – длина и ширина подошвы фундамента; luc, buc – длина и ширина сечения колонны (подколонника); h0 – высота пирамиды продавливания.

Максимальные давления грунта на площадь подошвы фундамента А0 определяют как максимальное напряжение по середине короткой стороны (4.1), т.е. с учетом действия изгибающего момента относительно поперечной оси фундамента (но без учета a и q):

p max

N M y

= +

A

+ Qx × hf.

Wy

(4.5)

Площадь проекции боковой грани пирамиды продавливания на вертикальную плоскость, проходящую через поперечную ось фундамента, будет равна произведению полусуммы оснований боковой грани на высоту пирамиды продавливания. Полусумма оснований боковой грани пирамиды продавливания определяется выражением:

b = 1 × (b

+ b + 2 × h

) = b

+ h.

(4.6)

p 2 uc uc

0 uc 0

С учетом сделанных определений проверка продавливания фундаментной плиты по короткой стороне выполняется в соответствии с выражением:

Q = A 0× p max £  × bp × h 0× Rbt,

где  - то же, что в формуле (4.3).

(4.7)

Если фундаментная плита имеет переменное ступенчатое сечение, выполняются проверки на ее продавливание под каждой ступенью, которая рассматривается как подколонник. При этом длина консольного выноса плиты под ступенью должна быть не менее толщины плиты (условие сплошности тела пирамиды продавливания). Если условия (4.3) или (4.7) не выполняются, увеличивают толщину плиты или назначают более высокий класс бетона по прочности.

4. Расчет фундаментной плиты на изгиб. Расчету подлежат нормальные сечения плиты в месте изменения ее толщины. Такими сечениями являются сечения по грани подколонника или по грани ступени (рис. 4.7). Плита рассчитывается как консольная балка длиной с, защемленная в расчетном сечении и загруженная давлением грунта. Эпюра давлений грунта от действия расчетных нагрузок для I группы предельных состояний принимается трапециевидной с максимальным давлением pmax по краю консоли.

N M

c

Mc Mc

P

Pmin

c

Pmax

a

Рис. 4.7. Схема к расчёту фундаментной плиты на изгиб.

Mc

Давление в расчетном сечении рс определяется по максимальному pmax и минимальному pmin давлениям по краям фундамента. Расчет ведется на единицу ширины плиты. По результатам расчета назначается площадь сечения рабочей арматуры плиты As в продольном и поперечном

направлении. Плита армируется сетками в нижней зоне. С целью оптимизации армирования плиты рабочая арматура может иметь обрывы при приближении к краям фундаментной плиты. Изгибающий момент в расчетном сечении плиты (на единицу ее длины) определяется по формуле:

M = pc × c

+ (p

- p) × c × 2 × c =

pc × c

+ (p

- p) × c;

c

pc = p

max -

(p max

max

- p

c

min)

2 3

c;

a

2 max c 3

(4.8)

M c =

p × c 2

c

2

+ (p max - p min) ×

c 3

,

3 × a

где a – длина l или ширина b фундамента.

При pmin < 0 выполняется проверка нормального сечения плиты на действие обратного изгибающего момента от нагрузки консоли весом грунта, лежащего выше подошвы фундамента (рис. 4.8).

Проверка выполняется на единицу длины плиты по формулам:



M c = a

d × c 2

;

o = M c

Wp

£ Rbt;

Wp =

h 2

p,

3,5

(4.9)

где hp - толщина фундаментной плиты в расчетном сечении;

Wp - пластический момент сопротивления расчетного сечения плиты единичной ширины.

M

N

ad

Mc

P

d

Рис. 4.8. Схема к расчёту

min

Pmax

a

фундаментной плиты на действие обратного изгибающего момента от веса грунта на свесах (при Pmin <0).

Mc

5. Расчет подколонника. Подколонник имеет рабочую продольную арматуру (рис. 4.9), заанкеренную в уровне подошвы фундамента.

ав + ан

aв

M

N ав + ан

Q

aн

Рис. 4.9. Схема к расчёту нормального сечения подколонника стаканного типа.

1 1

Мпод

вертикальная арматура

Расчет нормальных сечений подколонника выполняется по аналогии с расчетом нормальных сечений колонны на внецентренное сжатие. При подколоннике стаканного типа проверяется коробчатое сечение в уровне пяты колонны. Изгибающие моменты в расчетном сечении подколонника определяются по формулам:

M x, под = M x + Qy × z;

M y, под = M y

+ Qx × z,

(4.10)

где z – расстояние от обреза фундамента до расчетного сечения подколонника.

Продольная сила в расчетном сечении подколонника принимается равной ее значению на обрезе фундамента. При подколоннике стаканного типа производится проверка на смятие бетона под колонной. При этом должно выполняться условие:

N £ Rb, loc × Aloc × loc;

Rb, loc = loc × Rb;

(4.11)

Aloc = buc × luc;

loc = 3

Aпод

Aloc,

где loc – коэффициент, принимаемый равным 1,0 при малых эксцентриситетах приложения нагрузки (e0 £ a / 6) и 0,75 при больших эксцентриситетах (e0 > a / 6); Апод – площадь поперечного сечения подколонника; Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию.

6. Расчет стакана. Расчетом определяется поперечное армирование стакана и выполняется проверка на его раскалывание при возможном проскальзывании заделанной в нем колонны. Расчетное наклонное сечение стакана (рис. 4.10) при действии изгибающего момента и поперечной силы

(нагрузки для I группы предельных состояний) назначается в зависимости от эксцентриситета приложения нагрузки e0 = (My + Qx × zс) / N. При e0 < luc / 6 поперечное армирование стакана назначается конструктивно. При e0 > luc / 2 расчетное сечение проходит через крайнюю точку на обрезе фундамента и угловую точку внутри стакана OI.

z

поперечная арматура

1

M N

Qx

OI

O I I

zc 1

zsw,i x

Рис. 4.10. Схема к расчёту наклонных сечений подколонника

luc/6

y

стаканного типа:

Asw – площадь сечения стержней поперечной арматуры одного уровня; ОI, ОII – граничные точки расчётного

Asw

по 1-1

Дата добавления: 2014-01-07