6.1. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
6.1.1. Общие положения
Размеры подошвы и глубина заложения фундаментов определяются расчетом основания, приведенным в гл. 5. Расчет конструкции фундамента (плитной части и подколонника) производится по прочности и раскрытию трещин и включает: проверку на продавливание и на «обратный» момент, определение сечений арматуры и ширины раскрытия трещин, а также расчет прочности поперечного сечения подколонника.
Исходными данными для расчета являются: размеры подошвы плитной части; глубина заложения и высота фундамента; площадь сечения подколонника; сочетания расчетных и нормативных нагрузок от колонны на уровне обреза фундамента.
Расчет фундаментов по прочности и раскрытию трещин производится на основное и особое сочетания нагрузок. При расчете фундамента по прочности расчетные усилия и моменты принимаются с коэффициентом надежности по нагрузке по указаниям действующих СНиП, а при расчете по раскрытию трещин — с коэффициентом надежности по нагрузке, равным единице.
При проверке прочности плитной части фундамента на обратный момент необходимо учитывать нагрузки от складируемого на полу материала и оборудования.
При расчете фундаментов по прочности и по раскрытию трещин возникающие в них усилия от температурных и им подобных деформаций принимаются изменяющимися по вертикали от полного их значения на уровне обреза фундамента до половинного значения на уровне подошвы фундамента.
Расчетные характеристики бетона и стали приведены в гл. 4 и принимаются с учетом соответствующих коэффициентов условий работы [5, 9].
6.1.2. Расчет фундаментов на продавливание
Расчет на продавливание производится из условия, чтобы действующие усилия были восприняты бетонным сечением фундамента без установки поперечной арматуры: при монолитном сопряжении колонны с плитной частью — от верха последней (рис. 6.1, а), при монолитном сопряжении подколонника с плитной частью независимо от вида соединения колонны с подколонником (монолитные или стаканные) при расстоянии от верха плитной части до низа колонны H1 ≥ (buc – bc)/2 — от верха плитной части (рис. 6.1, б), а при меньшем H1 — от низа колонны (рис. 6.1, в).
Проверка выполнения этого условия производится в обоих направлениях [8].
При расчете фундамента на продавливание определяется минимальная высота плитной части h и назначаются число и размеры ее ступеней или проверяется несущая способность плитной части при заданной ее конфигурации. При расчете на продавливание от верха плитной части принимается, что продавливание фундамента при центральном нагружении происходит по боковым поверхностям пирамиды, стороны которой наклонены под углом 45° к горизонтали (см. рис. 6.1).
Квадратный фундамент рассчитывается на продавливание из условия
где F — расчетная продавливающая сила; k — коэффициент, принимаемый равным 1; Rbt — расчетное сопротивление бетона на растяжение; ba — среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, образующейся в пределах рабочей высоты сечения h0 , (расстояния от верха плитной части до середины арматуры).
Величины F и ba определяются по формулам:
Источник
Расчет фундаментов на продавливание
Расчет на продавливание производится из условия, чтобы действующие усилия были восприняты бетонным сечением фундамента без установки поперечной арматуры: при монолитном сопряжении колонны с плитной частью – от верха последней (рис.2, а), при монолитном сопряжении подколонника с плитной частью независимо от вида соединения колонны с подколонником (монолитные или стаканные) при расстоянии от верха плитной части до низа колонны Н1 ≥ (buc – bc)/2 – от верха плитной части (рис.2, б), а при меньшем Н1 – от низа колонны (рис.2, в). Проверка выполнения этого условия производится в обоих направлениях.
Рис.2. Схема образования пирамиды продавливания
а – монолитное сопряжение плитной части с колонной; б – то же, с высоким подколонником; в – то же, с низким подколонником; 1 – колонна; 2 – плитная часть; 3 – подколонник
При расчете фундамента на продавливание определяется минимальная высота плитной части h и назначаются число и размеры ее ступеней или проверяется несущая способность плитной части при заданной ее конфигурации. При расчете на продавливание от верха плитной части принимается, что продавливание фундамента при центральном нагружении происходит по боковым поверхностям пирамиды, стороны которой наклонены под углом 45° к горизонтали (см.рис.2).
Квадратный фундамент рассчитывается на продавливание из условия
где F – расчетная продавливающая сила; k – коэффициент, принимаемый равным 1; Rbt – расчетное сопротивление бетона на растяжение; ba – среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания, образующейся в пределах рабочей высоты сечения h0 (расстояния от верха плитной части до середины арматуры).
Величины F и ba определяются по формулам:
где р – давление на грунт без учета веса фундамента и грунта на его уступах;
здесь А – площадь подошвы фундамента; Ар – площадь нижнего основания пирамиды продавливания.
Для центрально нагруженных прямоугольных и внецентренно нагруженных квадратных фундаментов принимают схему, в которой рассматривается усилие прочности одной грани, параллельной меньшей стороне основания фундамента (рис.3). Условие 
прочности проверяют по формуле (7).
Рис.3. Схема образования пирамиды продавливания при внецентренной нагрузке
Расчет производится на действие вертикальной силы N, приложенной по обрезу фундамента, и момента на уровне подошвы подошвы М. В этом случае сила и размер сторон пирамиды продавливания будут:
р и рmax – среднее или наибольшее краевое давление на грунт от расчетных нагрузок:
при центральном нагружении
при внецентренном нагружении
здесь W – момент сопротивления подошвы фундамента.
Рис.4. Схема образования пирамиды продавливания для фундамента с многоступенчатой плитной частью
если b – b1 lc + 2h2, а другая b1 ≤ bc + 2h2 (рис.6), расчет на продавливание производится из условия
Площадь многоугольника abcdeg
По прочности на раскалывание эти фундаменты проверяются от действия нормальной силы N в сечении колонны у обреза фундамента по формулам:
где μ` — коэффициент трения бетона по бетону, равный 0,7; γc — коэффициент условий работы фундамента в грунте, равный 1,3; Al, Ab — площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади сечения стакана.
При bc/lc Ab/Al – по формуле (39). При определении N по формуле (38) отношение bc/lc должно приниматься более 0,4, а по формуле (39) отношение bc/lc – не менее 2,5.
После проведения расчетов на продавливание и раскалывание принимается большее значение несущей способности фундамента.
Если стакан фундамента не армирован, дополнительно производится расчет на продавливание внецентренно нагруженных квадратных и прямоугольных в плане фундаментов от верха стакана. При этом в формуле (7) коэф. k принимается равным 0,75.
Источник
Пирамида продавливания
 | Ростверк РСм1.pdf (23.3 Кб, 870 просмотров) |
16.09.2009, 08:57
Подгонять ростверк под указанную расчетную схему как минимум не разумно.
К тому же есть расчетные схемы с незамкнутым контуром продавливания.
Судя по габариту колонны, ничего страшного тут не может случиться, почти все сваи попадают в «пирамиду»
16.09.2009, 09:49
Хочу быть фотографом 🙂
16.09.2009, 10:29
проектировщик ж/б, ОиФ
В вашем случае продавливания фактически не будет, т.к. по всей видимости ростверк имеет такую форму конструктивно из-за опирания ещё каких-то дополнительных колонн. А от круглых колонн почти вся нагрузка уйдёт на сваи под ними, соответственно продавливающая сила будет минимальна, тем более толщина ростверка приличная. Зачем подгонять под схему? Чтобы получить продавливающую силу? А вообще ростверк странноват, там что центрально сжатые колонны?
Источник
Пример 2. Расчет фундаментной плиты на продавливание.
На фундаментную плиту на естественном основании опирается колонна, передающая нагрузку от здания. Требуется выполнить расчет фундаментной плиты на продавливание согласно п. 3.96 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84.
Толщина плиты 500 мм, расстояние от грани бетона до оси рабочей арматуры 45 мм, класс бетона В20 (Rbt = 8,16 кг/см² при коэффициенте условий работы 0,9), вертикальное усилие в основании колонны N = 360 т, сечение колонны 400х400 мм, расчетное сопротивление грунта основания R = 34 т/м².
Определим h₀ = 500 – 45 = 455 мм.
Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.
Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,455 = 1,31 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,31∙1,31 = 1,72 м².
Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙1,72 = 58 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 58 = 302 т.
Определим периметры оснований пирамиды:
4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;
4∙1,31 = 5,24 м – периметр большего основания.
Найдем среднеарифметическое значение периметров:
(1,6 + 5,24)/2 = 3,42 м.
Определим, чему равна правая часть уравнения (200):
1,0∙8,16∙10∙3,42∙0,455 = 126 т.
Проверим, выполняется ли условие (200):
F = 302 т > 126 т – условие не выполняется, фундаментная плита не проходит на продавливание.
Проверим, поможет ли нам установка поперечной арматуры в зоне продавливания. Зададимся поперечной арматурой диаметром 10 мм с шагом 150х150 мм и определим количество стержней, попадающих в зону продавливания (т.е. пересекающих грани пирамиды продавливания).
У нас получилось 72 стержня, суммарной площадью Аsw = 72∙0,785 = 56,52 см².
Поперечная арматура на продавливание должна быть либо в виде замкнутых вязаных хомутов, либо в виде каркасов, сваренных контактной сваркой (ручная дуговая не допускается).
Теперь мы можем проверить условие (201), учитывающее поперечную арматуру при продавливании.
Найдем Fsw (здесь 175 МПа = 1750 кг/см² — предельное напряжение в поперечных стержнях):
Fsw = 1750∙56,52 = 98910 кг = 98,91 т.
При этом должно удовлетворяться условие Fsw = 98.91 т > 0.5Fb = 0.5∙126 = 63 т (условие выполняется).
Найдем правую часть условия (201):
126 + 0,8∙98,91 = 205 т.
Проверим условие (201):
F = 302 т > 205 т – условие не выполняется, фундаментная плита с поперечной арматурой не выдерживает продавливание.
Проверим также условие F 2Fb = 2∙126 = 252 – условие не выполняется, в принципе, при таком соотношении сил армирование помочь не может.
В таком случае следует локально увеличить толщину плиты – сделать банкетку в районе колонны и пересчитать плиту с новой толщиной.
Принимаем толщину банкетки 300 мм, тогда общая толщина плиты в месте продавливания будет равна 800 мм, а h₀ = 755 мм. Важно определить размеры банкетки в плане так, чтобы пирамида продавливания находилась полностью внутри банкетки. Мы примем размеры банкетки 1,2х1,2 м, тогда она полностью покроет пирамиду продавливания.
Повторим расчет на продавливание без поперечной арматуры с новыми данными.
Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.
Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,755 = 1,91 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,91∙1,91 = 3,65 м².
Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙3,65 = 124 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 124 = 236 т.
Определим периметры оснований пирамиды:
4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;
4∙1,91 = 7,64 м – периметр большего основания.
Найдем среднеарифметическое значение периметров:
(1,6 + 7,64)/2 = 4,62 м.
Определим, чему равна правая часть уравнения (200):
1,0∙8,16∙10∙4,62∙0,755 = 284 т.
Проверим, выполняется ли условие (200):
F = 236 т Комментарии
О чем? О банкетке, выпирающей вниз вы не почитаете нигде, т.к. если достаточно такой банкетки, то зачем плита вокруг?
О расчете столбчатого фундамента — в пособии по расчету столбчатых фундаментах есть примеры расчета.
Сваи по тому же принципу считаются — по площади опирания. Но в сваях есть еще боковое трение, добавляющее несущую способность.
Пол и фундаментная плита — слишком разные вещи. По стоимости в том числе.
Да, не имеет смысла.
Добрый день, Ирина.
Необходимо собрать нагрузки на перекрытие и основание лифтовой шахты для обустройства помещения под шахтой.
Дано: Пятиэтажный дом с подвальным помещением 50х годов постройки. В проеме между лестничными маршами (тип Л-2) встроена сетчатая шахта лифта. Лифт имеет кирпичный приямок (190х140 см) с установленными пружинными амортизаторами, приямок опирается на прямоугольное основание из пустотелого двойного кирпича (толщина стенок 25 см). Основание связано по периметру стальным 65 уголком, внутри засыпка из грунта и строительного мусора. По грунту отлита бетонная плита (дно приямка).
Задача: усилить основание приямка и сделать в нем подсобное помещение.
Мои рассуждения по этому вопросу:
Из того что нашел по нормативной документации, это ГОСТ Р 53780-2010:
«5.2.5.6 При наличии под приямком лифта пространства (помещения), доступного для людей, основание приямка должно быть рассчитано на восприятие нагрузки не менее 5000 Н/м2»
«б) под буфером противовеса или под зоной движения уравновешивающе го устройства должна быть установлена опора, которая доходит до монолитного основания и способна выдержать удар противовеса или уравновешивающе го устройства, падающего с наибольшей возможной высоты.»
Предположим вес лифта 1000 кг, плюс противовес 1500 кг, плюс направляющие и сам приямок пусть 500 кг. На случай аварийного обрыва противовеса с максимальной высоты (15 метров) имеем воздействие на опору 220500 Дж. Возможно в лифте есть ловители, но вопрос в их работоспособнос ти, поэтому считаю по максимуму.
Достаточно ли будет усилить дно приямка двумя двутавровыми балками 16М, плюс усилить периметр 100 уголком?
Источник