|
Расчет включает определение
размеров фундамента, необходимого армирования и размеров стеновых блоков или
проверку несущей способности грунта, т. е. расчет сводится к определению
высоты элемента и площади сечения арматуры.
При этом нужно иметь в виду, что расчет производится по
несущей способности на воздействие расчетных нагрузок. При подсчете нагрузок,
действующих на фундамент (блоки-подушки, башмаки), собственный вес
конструкции и вес грунта на его обрезах при симметричном его расположении не
учитывается.
При расчете в поперечном направлении железобетонные
сборные фундаментные блоки-подушки или башмаки под колонны принимаются
абсолютно жесткими, а давление на грунт (реактивное давление) принимается по
прямолинейной эпюре. Расчет ведется по реактивному давлению грунта от
расчетных нагрузок.
Пример расчета блока-подушки фундамента шириной 1,4 м,
высотой 0,3 м под стену. Данные для расчета приведены в
примере расчета ленточного фундамента пятиэтажного дома (см. ранее). Бетон
блока-подушки марки 150; арматура — сталь периодического профиля марки Ст.5.
Для расчета необходимо определить величину реактивного
давления грунта от расчетных нагрузок.
В формуле (40) не учтено сцепление грунта. Поэтому при
расчетах вводим различные величины коэффициента перегрузки п (меньшую для
глин, что учитывает сцепление грунта, и большую — для несвязных грунтов).
Расчет фундамента производится по средней величине
реактивного давления. Величина среднего давления определяется как средняя
величина между давлениями наиболее нагруженного края и грани стены, т. е.%|
средняя ордината трапеции abed -1 ' 65).
В данном случае давление у грани Риме стены равно 2,6
кг/см2, а величинаРс р 2'95 + 2'6 = 2.78 кг/см\ 2
Эпюра давлении по подошве блока-подушки ИСХОДЯ ИЗ Двух
условии:
а) отсутствия арматуры для восприятия главных
растягивающих напряжений;
б) продавливания (среза) по боковым плоскостям
стеновых блоков.
Следовательно, на 1 м длины блока требуется уложить 9 0 11. Схема передачи давления от стены подвала на сборные элементы фундамента
остается такой же, как и при монолитных фундаментах; усилия действуют в
центральной части ленты и блок работает на изгиб. При этом чем тоньше стена
подвала, тем большая величина консоли и тем больше требуется арматуры. В то
же время возможны и другие схемы передачи усилий на фундаментный блок, при
которых создаются более благоприятные условия работы фундамента. Так,
возможна передача усилий в двух местах, как это показано на 66 пунктиром.
Сопоставим величины моментов и количество арматуры при обычной схеме, когда
усилие передается в центре (стеновой блок показан сплошной линией), и
измененной — блок показан пунктиром. Величина силы N = 40 т/пог. м. Расчет произведем
на участке длиной 1
В первом случае расчетным является сечение у грани стены
///—III, а во втором — сечение в месте действия наибольшего момента.
Из табл. 15 видно, что наибольший момент действует по
внутренней грани блока, причем его величина на 45% меньше, чем расчетного в
первом случае.
Следовательно, при применении сборных элементов
открывается возможность изменить схему передачи нагрузок на фундаментную
ленту и этим добиться уменьшения расхода арматуры в 2 раза. С этой точки
зрения целесообразным является конструктивное решение совмещенного блока и
другие аналогичные конструкции, освещенные в литературе.
Таким образом, применение сборного железобетона в
фундаментах позволяет изменить схему передачи нагрузок на грунт при
прерывистых фундаментах и тем самым использовать полнее несущую способность
грунта основания, а также принять новые схемы передачи усилий непосредственно
на фундамент и добиться экономии арматуры.
Расчет фундаментной стены по несущей способности
производится на воздействие расчетных нагрузок. Условия остаются те же, что и
в вышеприведенных примерах. Марка бетона блоков 100, а раствора 50.
Расчет производится по аналогии с расчетом наземных стен,
в предположении, что в верхней части на уровне надподвально- го перекрытия и
нижней — на уровне подошвы фундамента имеются неподвижные шарниры. Если
расстояние от подошвы фундамента до пола подвала (приведенное заложение)
меньше 0,5 м, то условно принимаем нижний шарнир на уровне иола подвала, а
если больше — на уровне подошвы фундамента. Нагрузки, действующие на
фундаментную стену, приведены на 64. Расчет производим в месте действия
наибольшего момента, в данном случае в сечении а—а, где приложена
равнодействующая бокового давления грунта.
Определим, насколько велик в данном случае будет
эксцентрицитет. Для этого вычисляем значение 0,45 у, где у — расстояние от
центра тяжести сечения до края стены в сторону эксцентрицитета.
Подставляя числовые значения в формулу определим несущую
способность стеньг в опасном сечении: т. е. значительно меньше, чем
действующая нагрузка.
В этом случае необходимо либо повысить марки материала
блока, либо сместить блоки относительно вышерасположенных наземных стен с
тем, чтобы уменьшить момент. Если запроекти решать стену так, чтобы центры
тяжести наземных и подвальных стен совпадали между собой, то расчетный момент
в сечении а—а будет равен М' — 4 тм}
тогда эксцентрицитет ес =14 см, а несущая способность
фундаментной стены равна 48 г, т. е. значительно больше, чем действующая
нагрузка.
Если принять блоки из бетона марки 200, то несущая
способность также окажется достаточной.
Пример расчета сборного башмака стаканного типа под
колонну сечением 0,4 X 0,4 м при нормативной центральной нагрузке N 1 = 80 т
и расчетной N9 =92 т. Фундамент — квадратной формы со стороной а, равной 2 м. Бетон фундамента марки 150; арматура Ст.5. Фундамент принят одноступенчатым, с горизонтальной
плоскостью уступа. Схема фундамента с заданными размерами приведена на 67.
Высота фундамента определяется из условия восприятия
бетоном главных растягивающих напряжений. Наиболее опасное сеной плоскости,
проходящей через грань дна стакана (т. е. ъ сечении I—/).
Принимаем высоту фундамента по конструктивным соображениям
с учетом, что глубина стакана должна быть не менее стороны сечения колонны, а
толщина дна стакана 20 см. Отсюда высота фундамента Н = 0,2 + 0,4 = 0,6 м.
|