Вопрос 17. Расчет на продавливание железобетонной колонной дна стакана фундамента

Этот расчет производится на действие только расчетной вертикальной Си­лы N_1c, действующей в уровне торца колонны, если удовлетворяется следую­щее условие (рис.2.4):

(2.43)

Расчетную продольную силу N_Ic , действующую в уровне торца колонны, пренебрегая в запас надежности сцеплением колонны с бетоном замоноличивания стакана, допускается принимать действующей в обрезе фундамента и раз­ной максимальной из всех сочетаний нагрузок для расчета по первой группе предельных состояний.

Предполагается, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы (площадь дна стакана), а боковые грани наклонены под углом 45^о к горизонтали (см.рис.2.4). Проверка фундамента по прочности на про­давливание колонной от дна стакана при действии продольной силы N_{1 c} про­изводится исходя из условия

(2.44)

где R_bt- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие, согласно СНиП 2.03.01 -84* [24], кПа;

А₀- площадь многоугольника abcdeg, м² .

Рис.2.4. Схема к расчету фундамента на продавливание дна стакана колонной

В формулах (2.43) - (2.46):

h_оg - рабочая высота пирамиды продавливания от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры, м;

d_p, b_p ,l_r - глубина и размеры по низу меньшей и большей сторон стакана (см.рис.2.4), м.

Если условие (2.44) не соблюдается, то следует использовать бетон бо­лее высокого класса по прочности на сжатие или увеличить толщину дна стака­на.

Вопрос 18. Расчет сечений арматуры плитной части фундамента под колонну

Площадь сечения рабочей арматуры подошвы фундамента (A_sl и A_sb - соответственно вдоль сторон l и b) определяется из расчета на изгиб консольного вы­лета плитной части фундамента на действие отпора грунта под подошвой от расчетных нагрузок в сечениях по граням колонны, подколонника и ступеней фундамента (рис.2.5). Подбор арматуры рекомендуется вести на всю ширину (длину) фундамента.

Площадь сечения рабочей арматуры, расположенной параллельно сторо­не l (b), в j-м сечении на всю ширину (длину) подошвы фундамента вычис­ляется по следующей формуле, м²:

(2.47)

где R_s - расчетное сопротивление арматуры растяжению, принимаемое по СНиП 2.03.01 - 84*[24], для классов арматуры:

M_{I j} - расчетный момент в расчетном сечении j, кНм;

h_oj - рабочая высота рассматриваемого сечения, м;

ν_j - коэффициент, зависящий от расчетного момента, расчетного сопротив­ления бетона на сжатие, размера (ширины) сжатой зоны в рассматри­ваемом сечении, рабочей высоты. Допускается [1] принимать ν=0,9.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях плитной части определяются от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента баз учета нагрузки от собственного веса фундамента и грунта на его уступах. В качестве расчетного сочетания нагрузок допускается принять то i-е сочетание для расчетов по первой группе предельных состояний, которое соответствовало максимальному значению p_{I max} по формуле (2.37) и использовалось ранее при определении максимального выноса нижней ступени.

В зависимости от вида эпюры контактных давлений грунта от расчетных нагрузок для первого предельного состояния изгибающие моменты в j-м сечении на расстоянии С_j от наиболее нагруженного края фундамента при действии внешних моментов ∑M_{I j}, только вдоль одной стороны (вдоль длины подошвы l) вычисляются по формулам:

при

(2.48)

при

(2.49)

В этих формулах: i - номер невыгодного сочетания нагрузок, принятый в п.2.4.1; j - номер рассматриваемого сечения (рис.2.5);

(2.50)

∑M_{I i} , ∑N_{I j} - определяются по формулам (2.39) - (2.42);

C_j - расстояние от грани фундамента до рассматриваемого сечения, м.

Вычисляют площадь сечения арматуры во всех назначенных сечениях (j= 1, 2,..., n) (рис.2.5) и выбирают наибольшее значение А _{s1 max}.

Площадь сечения арматуры, параллельной стороне b, в j'-м сечении (рис.2.5) на всю длину подошвы фундамента определяется по формуле

,j=1’,2’,3’,…,K’, (2.54)

где

(2.55)

Вычисляют площадь сечения арматуры во всех назначенных сечениях j'= 1',2',...,К' и выбирают наибольшее значение А_{sl max}. По значениям А_{sl max} и А_{sb max} производится армирование подошвы фундаментов. При этом учитывают­ся следующие конструктивные требования: - шаг рабочих стержней принимается равным 200 мм;

- в случае, когда меньшая из сторон подошвы фундамента имеет размер b≤ 3 м , следует применять сетку с рабочей арматурой в двух направлениях;

- при b > Зм применяются отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении; укладываемые в двух плоскостях; при этом рабочая арматура, па­раллельная большей стороне подошвы l, располагается снизу; сетки в каждой плоскости укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стерж­нями не более 200 мм; шаг стержней конструктивной арматуры составляет 600 мм;

- минимальный диаметр рабочей арматуры сеток подошв принимается равным 10 мм вдоль стороны l ≤ 3 м и 12 мм при l > 3 м.

Окончательное сечение арматуры принимается с учетом проверки ширины-раскрытия трещин.