Проверка ростверка на продавливание колонной

Проверка на продавливание плиты ростверка производится наиболее нагруженной ветвью колонны по периметру стальной плиты базы этой ветви по формуле (32) с учетом рекомендаций п. 2.23

Величина продавливающей силы равна

где F₁ - величина реакции свай в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка от расчетных нагрузок от колонны:

F₂ - величина реакций свай во втором ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка:

Продольная сила и изгибающий момент относительно поперечной оси ростверка:

N = N₁ + N₂ = 5140 + 2950 = 8090 кН (824,8 тc);

М_х = (N₁ - N₂) l₁ = (5140 - 2950) 1 = 2190 кН×м (223,2 тc×м);

F_per = 2(3×685+612)=5334 кН (543,9тс),

h₀ = 112 см,

принимаем

с₂ = 0,4h₀ = 0,4×112 = 44,8 см.

Предельная величина продавливающей силы F, которую может воспринять ростверк, будет равна:

F=2×1,12×0,75 [2,26×(0,9+0,448)+2,5(0,71+0,495)]×10³ = 10179 кН (998 тc) > F_per = 5334 кН (543,9 тc).

Следовательно, прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Проверка ростверка на продавливание угловой сваей

Определяем величину расчетной нагрузки на наиболее нагруженную угловую сваю с учетом нагрузок от собственного веса ростверка и веса грунта на ростверк (объемный вес конструкции в кН/м³ принимаем равным 0,01 от плотности материала, т.е. для ростверка объемный вес будет равен V₁ = 25 кН/м³, для грунта V₂ = 18 кН/м³):

а) расчетная нагрузка на сваи от собственного веса ростверка

G₁ =abhV₁g_f1 =4,5×2,4×1,2×25×1,1 = 356 кН (36,3 тc);

б) расчетная нагрузка на сваи от засыпки земли на ростверк

G₂ =abH₃V₂g_f2 =4,5×2,4×1,0×18×1,2 = 233 кН (23,7 тc).

Определяем величину реакции угловой сваи от полных расчетных нагрузок

Предельную величину продавливающей силы угловой сваи определяем по формуле (14)

где b₀₁ = 40 см; b₀₂ = 45 см;

с₀₁ = 49,5 см; с₀₂ = 30 см;

h₀₁ = 120-5 = 115 см;

Принимаем c₀₂ = 0,4h₀₁ = 46 см.

По табл. 1 определяем коэффициенты b_i:

b₁ = 0,982; b₂ = 1;

Следовательно, прочность ростверка на продавливание угловой сваей обеспечена.

Пример 3. Расчет центрально-нагруженного плитного ростверка квадратной формы в плане под сборную железобетонную колонну.

Дано: колонна сечением 40´х40 см заделана в плиту ростверка на 60 см.

Размеры ростверка в плане - 330´330 см; высота - 120 см.

Ростверк опирается на куст из 16 свай сечением 30´30 см; расстояние между осями свай - 90 см.

Остальные размеры ростверка указаны на черт. 18.

Черт. 18. Плитный ростверк свайного фундамента под сборную железобетонную колонну

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы бетона g_b2 = 0,9.

R_bt = 0,9×1,05 = 0,94 МПа (9,64 кгс/см²).

Расчетная продольная сила от нагрузки на колонну на уровне верха ростверка

N = 4050 кН (413 тc).

Требуется проверить прочность ростверка на продавливание и на раскалывание продольной силой N.

Расчет ростверка на продавливание от низа колонны производим по формуле (5)

где h₀ = 1130 - 600 = 530 мм;

По формуле (2) определяем значение коэффициента a:

A_f = 2×0,8×0,6 = 0,96 мм² = 0,96×10⁶ мм²,

тогда

По формуле (9) находим несущую способность ростверка на раскалывание

где

По формуле (10) определяем значение коэффициента m, для чего предварительно определяем значение напряжения бокового обжатия s_sid

где а = h_col = 400 мм;

m = 0,8 - 0,025s_sid = 0,8 - 0,025×5,95 = 0,651;

За несущую способность ростверка принимаем большее значение, полученное из расчета ростверка на раскалывание, и сравниваем его с несущей способностью на продавливание от верха ростверка, т.е. при h₀ = 1130 мм:

Поскольку найденная величина несущей способности ростверка на раскалывание не превосходит величину его несущей способности на продавливание от верха ростверка, условия п. 2.8 выполнены:

4084 кН>N = 4050 кН.

Следовательно, прочность ростверка обеспечена.

Пример 4. Расчет железобетонного монолитного ростверка внецентренно нагруженного свайного фундамента со сборным башмаком по серии 1.020-1/83 под колонну средней зоны каркаса общественного здания.

Дано: расчетные нагрузки от колонны на фундамент на уровне верхней грани ростверка:

N = 5000 кН (510 тс); M = 49 кН×м (5тс×м); Q = 20 кН (2 тc).

Сечение колонны h_col = b_col = 40 см.

Сваи забивные железобетонные квадратные сечением 30´30 см.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, F_sv = 450 кН (45,9 тc); расчетная нагрузка на крайние сваи в кусте (с учетом перегрузки их в размере 20%) = 1,2×450 = 540 кН (55,1 тc).

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25.

Коэффициент условий работы бетона g_b2 = 1,1.

R_b = 4,5×1,1 = 16 МПа (163 кгс/см²);

R_bt = 1,05×1,1 = 1,16 МПа (11,8 кгс/см²);

Арматура из горячекатаной стали класса A-III.

Ростверк принимаем прямоугольной формы в плане размером 330´240 см. Марку сборного башмака подбираем в соответствии с указаниями серии 1.020-1/83 вып. 1-1 (2Ф12.9-1).

Класс бетона сборного башмака В15:

R_b = 8,5×1,1 = 9,35 МПа (95,4 кгс/см²);

R_bt = 0,75×1,1 = 0,83 МПа (8,4 кгс/см²);

Черт. 19. Составной ростверк под сборную железобетонную колонну

1 - монолитная плита; 2 - сборный башмак

Размеры сборного башмака в плане 120´120 см, высота 90 см, толщина дна сборного башмака 25 см. Отметка верхней грани монолитного ростверка - 1,05 м, сборного башмака - 0,15 м (от уровня чистого пола).

Куст свай под ростверком принимается из 12 свай. Расположение свай в кусте и расстояние между сваями в осях приведены на черт. 19. Верхние концы свай заделываются в плиту ростверка на 5 см. Глубина уровня грунтовых вод 5 м.