III.3. Розрахунки міцності конструкції фундаменту.

I II.3.1 Перевірка міцності конструкції фундаменту на продавлювання.

Рис. 6. Схема перевірки конструкції гнучкого фундаменту на продавлювання.

Міцність конструкції гнучкого фундаменту на продавлювання перевіряється за умовою:

(3.15)

де: N_прод – продавлююче навантаження на підошву фундаменту від середнього тиску ґрунту, що передається на гнучкий фундамент за межами граничних розмірів піраміди продавлювання: b_гр=b_к(пк)+2Н₀; l_гр=а_к(пк)+2Н₀.

N_прод визначається за формулою:

(3.16)

- середній тиск ґрунту на підошву фундаменту: (див. раніше) кПа;

А – розрахункова площа підошви фундаменту: А=b·l (м²);

А_гран – гранична площа основи піраміди продавлювання:

А_гран=b_гран·l_гран (м²) (3.17)

k – коефіцієнт умови роботи матеріалу фундаменту на розтягування, k =0,9;

- розрахунковий опір бетону на розтягування приймається за таблицею №13 СНиП 2.03.01-84 або відповідного ДБН по залізобетонним конструкціям;

- середній периметр піраміди продавлювання:

для фундаменту без підколонника: b_ср=b_к+ b_гр+ а_к+l_пр (3.18)

для фундаменту з підколонником:b_ср=b_пк+ b_гр+ а_пк+l_пр (3.19)

Для випадку, коли фундамент по одній стороні «b» жорсткий, а по стороні «l» гнучкий для визначення b_ср в формулу замість b_гр підставляють (b_гр=b).

За визначеною величиною необхідної висоти конструкції фундаменту або його плитної частини (для фундаменту з підколонником) – h_u – назначається висота з урахуванням округлення висоти фундаменту до розмірів кратних модульним розмірам опалубки по висоті, що дорівнює М₀=150 мм.

Порівнюючи значення оптимальної висоти конструкції фундаменту Н₀ і граничної h_u висоту конструкції фундаменту визначають:

1. Якщо в порівнянні h_u>Н₀, то висота конструкції фундаменту назначається рівною h_u .

2. Якщо в порівнянні h_u<Н₀, то висота конструкції фундаменту назначається рівною Н₀ .

3. За прийнятою висотою плитної частини фундаменту з підколонником визначається висота h_пк: h_пк≤d- h_u; h_пк≤d- H₀.

Висоту конструкції фундаменту або його плитної частини Н розділяють на окремі ступені. Висота ступені назначається кратною М₀=150 мм. Таким чином визначається кількість ступіней конструкції фундаменту по висоті:

Н≤300мм – назначається одна ступень висотою 300 мм;

300<Н≤450мм – назначається одна ступень висотою 450 мм;

450<Н≤600мм – назначається дві ступені висотою по 300 мм;

600<Н≤750мм – назначається дві ступені висотою 300 мм (нижня)+450мм (верхня);

750<Н≤900мм – назначається три ступені висотою по 300 мм або дві ступені висотою по 450мм (при обґрунтуванні);

900<Н≤1050мм – назначається три ступені висотою: нижні 2×300 мм та верхня 1×450мм;

1050<Н≤1200мм – назначається три ступені висотою: нижня 1×300 мм та верхні 2×450мм;

1200<Н≤1350мм – назначається три ступені висотою 3×450 мм;

1350<Н≤1500мм – назначається три ступені висотою: нижні 2×450 мм та верхня 1×600мм;

1500<Н≤1650мм – назначається три ступені висотою: нижня 1×450 мм та верхні 2×600мм;

1 650<Н≤1800мм – назначається три ступені висотою 3×600 мм.

Рис.7. Схема визначення кількості ступіней конструкції фундаменту по висоті.

Максимальний винос нижньої ступені фундаменту визначається із умови міцності ступені на зріз по внутрішній грані за формулою:

; звідки (3.20)

де: С₁ – винос нижньої ступені; ;

- висота нижньої ступені: ≥300 мм;

- розрахунковий опір бетону фундаменту на розтягування;

- середній тиск ґрунту на підошву фундаменту.

Одержаний розрахунком винос нижньої ступені є максимальним. Тому розмір С₁ повинен бути менше розрахункового. Якщо висота конструкції фундаменту розділена на кількість ступіней n>2, то винос інших верхніх ступеней приймається однаковим, тобто залишок ділиться на два і С₂= С₃ .