Примечание: если при расчете Ss > Su, то рассматриваются другие варианты фундаментов - фундамент на уплотненном тяжелой трамбовкой грунте, свайный фундамент и др.

2.4.5. Пример 12. Расчет фундамента на прочность

Требуется произвести расчет на прочность железобетонной плиты монолитного ленточного фундамента (рис. 2.13).

В соответствии с положениями СНиП [9] расчет фундаментов на прочность выполняется по расчетным усилиям с коэффициентом надежности по загрузке gf > 1.При этом предусматривается проведение расчета на прочность от действия поперечной силы и определения сечения арматуры.

а) расчет на поперечную силу

Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производится по наиболее опасному наклонному сечению из условия [9, п.3.32, форм. 84]

Q £ fв4 (1 + fn) Rвt · ℓ ·ho (2.34) с

Рис. 2.13 Схема для определения арматуры в фундаментной плите

где Q - поперечная сила в наиболее опасном сечении I-I (рис. 2.13) определяется Q = P1 · Ao = 200 · 0,55 кН;

где P1 - расчетное давление на грунт под подошвой фундамента

P

n

320

1

1

= _A = _1,6 = 200кH/м²

А - площадь подошвы ленточного фундамента длиной 1 п.м.; А = в · ℓ = 1,6 · 1 = 1,6 м²;

Ao = вк · ℓ = 0,55 ·1=0,55 м²

f в4 - коэффициент, учитывающий вид бетона; f в4 = 1,5

fn - коэффициент, учитывающий влияние продольной силы; в данном примере при ее отсутствии f n = 0;

Rвt - расчетное сопротивление бетона при осевом растяжении для бетона класса В15 принимается 750 кПа [9, табл. 13];

с - длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента; по рекомендациям [9, п.3.31] принимается равной 2ho.

33

---

ho = h - 5 см = 30 - 5 = 25 см При указанных значениях формула 2.34 запишется

Q £ 0,75 Rвt · ℓ · ho

110,0 кН < 0,75 · 750 · 1,0 · 0,25 = 140,6 кН. Следовательно, при выполнении этого условия прочность плиты ленточного фундамента принятых размеров обеспечена (поперечная арматура в плите не предусматривается и не требуется производить расчет на продавливание),

б) определение сечения арматуры в фундаментной плите.

Изгибающий момент от отпора грунта основания на 1 п.м. длины фундамента (рис. 2.13) в сечении I-I выразится:

M

1

−

2

_{1 1} = ^{P ×вeк}2 = 200× ^0,552 = 30,25кHм _{(2.35 )}

Площадь рабочей арматуры для сечения I-I определится по формуле:

A

M

30,25

−

1

0

s(в) = _0,971×h¹ _×Rs = _{0,971×0,25×280000} = 0,00045м^{2 (2.36)}

где Rs - расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А-П, принятое Rs = 280 ·10³ кПа по СНиП[9, табл. 22].

Обычно рекомендуется диаметр рабочей арматуры назначать 10¸24 мм, а шаг их расположения - 200 мм.

Поэтому в настоящем примере принимается установка на 1 п.м. фундаментной плиты 5 стержней рабочей арматуры диаметром 12 мм с шагом

200 мм - Аs(в) = 5,65 см² > 4,5 см². Процент армирования сечения I-I

m

×

×h 100 25

l

0

₁₋₁ = ^As(в)×100% = ^5,65_×¹⁰⁰ = 0,23% > m_min = 0,05%

Монтажная арматура принимается конструктивно диаметром 8 мм, шаг 200 мм.

Примечания:

1) При проектировании ленточных сборных фундаментов подбирают стандартные железобетонные плиты по ГОСТ 13580-80 (выборка из этого стандарта приведена и в табл. II.4.1 и 2 настоящих указаний). Плиты подразделяются на четыре группы по несущей способности при загружении их равномерной погонной нагрузкой от стены, устанавливаемой по оси ленточного фундамента. Плиты каждой группы характеризуются наибольшей допускаемой величиной давления на основание под подошвой фундамента, в зависимости от толщины опирающихся на плиты стен. Расчет фундаментных плит на прочность не производится, т.к. для каждой марки он обеспечивается принятыми при изготовлении соответствующими классом бетона и армированием.

2) Расчет на прочность столбчатых фундаментов каркасных жилых и общественных зданий следует производить по методическим указаниям [12].

34

---

2.5. Расчет и конструирование свайного фундамента

Проектирование свайного фундамента производится в соответствии с нормами проектирования СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты [4].

Порядок расчета принимается следующим:

- с учетом инженерно-геологических особенностей площадки строительства принимается вид сваи и определяется расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;

- производится определение расстояний между сваями с последующим выполнением схематического плана расстановки свай под всем зданием;

- выполняется технико-экономическое сравнение свайного фундамента с другими возможными вариантами; в случае признания свайного фундамента наиболее экономичным, он принимается для дальнейшей разработки, как основной вариант;

- производится расчет по деформациям (определяются осадка здания на свайном фундаменте);

- выполняется расчет элементов свайного фундамента на прочность.

2.5.1. Пример 13. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.

Требуется для инженерно-геологических условий строительной площадки, представленных на рис. 2.5, определить расчетную нагрузку, допускаемую на призматическую железобетонную сваю сечением 0,30 · 0,30 м.

Длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи на 1-2 метра в нижезалегающий более прочный грунт (несущий слой). В соответствии с этим составляется расчетная схема к определению несущей способности сваи (рис.2.14 ).

Несущая способность забивной висячей сваи Fd определяется как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

F

å

(

=

1 i

d =g_c g_cR ×R× A+U × n g_cf × f ×h ) ^(2.37) i 1

где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый gc= 1 [4];

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа, определяемое по СНиП [4, табл. 1] или по табл. п.8.1. настоящих указаний;

A - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или по площади сваи – оболочки нетто;

---

36

---

Значение R согласно СНиП [4] определяется по таблице для глубины Н. Величина fi определяется по таблице для глубин заложения середин слоев грунта, соприкасающихся с боковой поверхностью сваи - h1, h2, h3, h4; пласты грунтов расчленяются на однородные слои толщиной не более 2 метров.

В соответствии с расчетной схемой несущая способность сваи определится Fd = 1 · [1 · 2420 · 0,09 + 1,2 · (1 · 7,3 · 2 + 1 · 9,6 · 0,7 + 1 · 42,8 · 1)] = 317,0 кН.

Значение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, определяется по формуле

F

N =

d

(

g

2.38)

где gė - коэффициент k надежности, принимаемый по СНиП [4, п.4.3]; при определении несущей способности сваи расчетом gė = 1,4.

N

1,4

= ^317,0 = 226,5kH

Примечание:

При определении расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, в просадочных грунтах необходимо руководствоваться положениями СНиП [4, разд.9].

2.5.2. Пример 14. Определение расстояний между сваями и выполнение плана расстановки свай

Требуется выполнить план расстановки свай для типовой секции крупнопанельного жилого дома. Геологические условия площадки, примененный вид свай соответствуют. В учебных целях при выполнении курсового проекта может быть сокращено количество расчетных сечений для типовой секции с 10-18 (в типовом проекте) до 4 путем объединения под одним номером нескольких сечений, близких по конструкциям и нагрузкам. В приведенном примере план типовой секции с указанием расчетных сечений приведен на рис.2.15.

Расстояние между сваями под стены здания определяется по формуле

a

n

= ^{N (2.39)} 1

где N- расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН;

ni - ^{расчетная нагрузка на 1 м фундамента (с учетом веса ростверка и грунта на его}

обрезах), кН.

При значениях расчетных нагрузок в указанных сечениях n1.1 = 111кН,

n1,2 = 138кН, n1,3 = 131кН, n1,4 = 177кН (рис. 2.16) расстояния между сваями

---