Железобетонные фундаменты основные положения конструирования

Конструирование фундаментов

Фундаменты под колонны многоэтажных каркасных зданий обычно проектируются монолитными ступенчатого типа, плитная часть которых имеет не более трех ступеней.

Отношение вылета ступени к ее толщине (или группы ступеней к их суммарной толщине) не превосходит 2.

Подошва фундамента, как правило, прямоугольной формы с отноше­нием сторон от 1 до 0,6. При этом большая сторона всегда располагается в направлении большего момента.

Верх фундамента рекомендуется располагать на отметке — 0,15 м для обес­печения условий выполнения работ после завершения нулевого цикла. В связи с этим при значительной глубине заложения фундамента над плитной его частью устраивают монолитно связанный с плитой подколонник (рис. ниже).

Фундаменты при соединении с колонной

а — монолитной; б — сборной; 1 — подколонник; 2 — плитная часть фундамента

Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным под монолитные колонны и стаканного типа под сборные колонны.

Зазоры между колонной и стенками стакана принимают равными 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны. Эти зазо­ры заполняются бетоном класса не ниже В 12,5.

Глубину стакана d_p принимают на 50 мм больше глубины заделки ко­лонны d_c. Значение d_c должно быть не менее большего размера сечения ко­лонны /_с, а также не менее:

30d- при 1-м случае сжатия колонны в сечении по обре­зу фундамента;20d- при 2-м случае сжатия; здесь d — диаметр арматуры колонны.

При 1-м случае сжатия граничное значение d_c = 30d можно уменьшить путем умножения его на отношение момента колонны в сечении по обрезу фундамента к предельному по прочности моменту колонны при заданном значении N, но принимать не менее 20d.

Толщину стенок по верху неармированного стакана принимают не ме­нее 0,75 глубины стакана и не менее 200 мм .

Толщину стенок армированного стакана принимают не менее 150 мм .

Для связи с монолитной колонной из фундамента (подколонника) вы­пускают арматуру с площадью сечения, необходимой для восприятия расчетных усилий колонны у обреза фундамента. В пределах фундамента эту арматуру объединяют хомутами в каркас и запускают в колонну на длину не менее длины анкеровки l_ап.

Стыки выпусков с арматурой колонны можно выполнять внахлестку без сварки в соответствии с указаниями СП 52-101-2003.

Фундаменты армируют сварными сетками только по подошве. При этом, если меньшая сторона подошвы имеет размер Ь 3м применяют отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура каждой сетки располагается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с рас­стоянием между крайними стержнями не более 200 мм (рис. ниже).

Армирование подошвы фундамента сетками

Минимальный защитный слой бетона для этой арматуры принимается: при наличие под фундаментом подготовки из тощего бетона — 40 мм , при отсутствии — 70 мм .

Если нормальное сечение подколонника как бетонного элемента не обес­печено по прочности, подколонник армируют плоскими сварными сетками при проценте армирования всей продольной арматуры не менее 0,2% (рис.ниже).

Армирование железобетонного подколонника пространственным каркасом, собранным из сеток

В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3%, допуска­ется устанавливать сетки только по граням подколонника, перпендикуляр­ным плоскости действия большего из двух действующих на фундамент мо­ментов. При этом толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров арматуры.

При необходимости армирования стенок стакана в бетонных подколонни­ках следует устанавливать пространственный каркас в пределах стаканной час­ти с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров про­дольной арматуры. При этом площадь всей продольной арматуры принимается не менее 0,04% от площади подколонника вне стакана (рис. ниже).

Армирование бетонного подколонника со стаканом

Кроме того, при е₀ > I_с/b в стаканной части подколонника следует уста­навливать горизонтальные сварные сетки с расположением стержней у на­ружных и внутренних поверхностей стенок стакана. При этом вертикальная арматура размещается внутри сеток (рис. ниже). Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной ар­матуры.

Источник

КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

В промышленном строительстве наиболее широкое применение находят монолитные железобетонные фундаменты под колонны. Сборные фундаменты целесообразны, когда объем бетона фундамента не превышает 2 м 3 .

Монолитные фундаменты состоят из плитной части и подколонника. Сопряжение сборных железобетонных колонн с фундаментом — стаканного типа, стальных колонн — путем крепления башмака к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте. Унифицированные (модульные) размеры фундаментов приведены в табл. 9.1. Отношение размеров подошвы фундаментов L_F / B_F принимают равным 1 — при центральной нагрузке и 0,5 — 0,9 при внецентренном нагружении фундаментов. Отметка верхнего обреза фундаментов колонн принимается в уровне фундаментной балки (-0.15 м), а при ее отсутствии -0.05 м.

Минимальные классы (по прочности) и марки (по морозостойкости) материалов фундаментов принимаются в зависимости от грунтовых условий и класса сооружения (как правило, для монолитных фундаментов В12.5, для сборных фундаментов В15). Под монолитными фундаментами устраивается бетонная подготовка толщиной 100 мм, под сборными фундаментами — выравнивающий слой из песка средней крупности толщиной 100 мм.

Толщину стенок неармированного стакана в верхней части принимают не менее 0,75 высоты подколонника или глубины стакана, но не менее 200 мм. Толщина стенок армированного по расчету стакана принимается не менее 150 мм, а стенок, расположенных перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента не менее 0,2-0,3 высоты сечения колонны. Зазоры между колонной и стенками стакана принимаются не менее 75 мм — по верху, 50 мм — по низу стакана. Глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны (для возможности ее рихтовки при монтаже). Зазоры заполняются бетоном класса не ниже В12,5 на мелком заполнителе.

Минимальная толщина дна стакана определяется расчетом на продавливание колонной, и принимается не менее 200 мм.

Минимальная толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры части фундамента: у монолитных ф-тов при наличии бетонной подготовки — 35 мм; то же, при отсутствии подготовки — 70 мм; у сборных фундаменттов и подколонников монолитных фундаменттов — 30 мм.

Основные размеры типовых монолитных железобетонных фундаментов под сборные колонны :

— полная высота фундамента 1500 ; 1800 ; 2400 ; 3000 ; 3600 ; 4200 мм;

— размеры подколонника в плане 900х900 мм (для колонн сечением 400х400 мм и 500х500 мм при глубине стакана 800 мм); 1200х1200 мм (для колонн сечением 400х600 мм и 500х600 мм при глубине стакана 900 мм и 800 мм) ; 1200х1500 мм (для колонн сечением 400х800 мм и 500х800 мм при глубине стакана 900 мм);

— размеры плитной части определяются количеством ступеней (до трех) и размерами ступеней, принимаемыми равными 300, 450 или 600 мм.

Ленточные фундаменты под стены делают, как правило, сборными из бетонных стеновых блоков типа ФБС и железобетонных плит-подушек типа ФЛ.

Основные размеры стеновых блоков:

по ширине — 300, 400, 500 и 600 мм ;

по высоте — 280 и 580 мм ;

по длине — 880, 1180 и 2380 мм .

Маркировка сплошных стеновых блоков: ФБС L.B.H-1,

где L, B, H — соответственно длина, ширина и высота блока (округленно в дециметрах).

Глубина перевязки рядов блоков принимается для малосжимаемых грунтов — не менее 0,4 высоты блока, а для сильносжимаемых грунтов (Е₀

Разработанная автором программа проектирования фундаментов на естественном основании «FOUND-OPTIM» основные идеи которой изложены выше по заданным грунтовым условиям нагрузкам, действующим на верхний обрез фундамента, ограничениям на геометрические размеры фундамента “предлагает” один или несколько вариантов фундаментов, размеры которых удовлетворяют введенным ограничениям. По каждому варианту вычисляется конечная осадка фундамента и окончательный выбор размеров фундамента осуществляет пользователь с учетом необходимости обеспечения требуемой неравномерности осадок фундаментов под всем зданием в целом.

Источник

Кальницкий А.А., Пешковский Л.М. «Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений» 1975

размещено: 23 Мая 2012
обновлено: 12 Июня 2012

Кальницкий А.А., Пешковский Л.М.
Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений.
Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1975.

В книге излагаются вопросы расчета и конструирования железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений. Рассматриваются вопросы расчета по предельным состояниям грунтов оснований и конструкций фундаментов под различные сооружения, в том числе, сооружения с высокорасположенными центрами тяжести (дымовые трубы, элеваторы, водонапорные башни и др.).
Предназначается для студентов инженерно-строительных вузов» а также может быть использована инженерами проектировщиками.

Оглавление
От авторов (3)

Глава I. Основы расчета железобетонных фундаментов по предельным состояниям (5)
§ 1. Общие положения (5)
§ 2. Расчетные характеристики грунтов оснований (6)
§ 3. Материалы для железобетонных фундаментов (14)
§ 4. Расчет конструктивных элементов железобетонных фундаментов по первой группе предельных состояний (16)
§ 5. Расчет конструктивных элементов железобетонных фундаментов по второй группе предельных состояний (23)

Глава II. Конструктивные формы фундаментов (23)
§ 6. Понятие о жестких и гибких фундаментах (28)
§ 7. Основные виды железобетонных фундаментов (31)

Глава III. Одиночные (столбчатые) фундаменты (35)
§ 8. Общие сведения (35)
_А. Виды одиночных фундаментов (35)
_Б. Основные указания по конструированию (41)
§ 9. Расчет одиночных железобетонных фундаментов под центральную вертикальную нагрузку (45)
_А. Определение размеров подошвы фундамента . . .
_Б. Расчет фундамента по второй группе предельных состояний (деформациям грунта основания) (50)
_В. Расчет фундаментов по первой группе предельных состояний (прочности материала конструкции) (52)
_Г. Расчет по второй группе предельных состояний (60)
§ 10. Расчет одиночных железобетонных фундаментов на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил и изгиба¬ющих моментов (65)

Глава IV. Ленточные фундаменты под колонны и стены (97)
§11. Общие положения (97)
§ 12. Основы расчета ленточных балочных фундаментов (99)
§ 13. Конструирование ленточных балочных фундаментов (102)
§ 14. Порядок расчета ленточных балочных фундаментов (104)
§ 15. Основы расчета ленточных фундаментов под стены (105)
§ 16. Конструирование ленточных фундаментов под стены (106)
§ 17. Расчет фундаментных блоков-подушек (109)
§ 18. Проектирование и расчет прерывистых фундаментов (114)
§ 19. Учет горизонтального давления грунта на стены подвалов (118)
§ 20. Конструкция пола подвальных помещении ниже уровня грунтовых вод (119)

Глава V. Фундаментные балки и плиты на упругом основании (122)
§ 21. Общая часть (122)
§ 22. Расчет фундаментных балок на местном упругом основании (теория Винклера-Циммермана) (133)
§ 23. Расчет фундаментных балок и плит по теории Б. Н. Жемочкина (160)
§ 24. Расчет балок по теории М.И. Горбунова-Посадова (178)
§ 25. Расчет фундаментных балок по теории И.А. Симвулиди (192)
§ 26. Расчет железобетонных рандбалок (обвязок) с учетом упругих свойств кладки (206)

Глава VI. Фундаменты сооружений с высокорасположенными центрами тяжести (217)
§ 27. Общие положения (217)
§ 28. Расчеты круглых в плане фундаментов под отдельно стоящие круглые (многогранные) сооружения башенного (колонного) типа (220)
_А. Определение размеров подошвы фундамента (220)
_Б. Расчет тела фундамента по прочности материала (228)
§. 29. Расчеты кольцевых фундаментов под отдельно стоящие круглые или многогранные сооружения башенного (колонного) типа (232)
_А. Определение размеров подошвы фундамента (232)
_Б. Расчет тела кольцевого фундамента по прочности материала (238)
§ 30. Расчет фундаментов под градирни (241)

Расчет монолитных фундаментов кольцевого очертания (241)
Литература (256)
___________________________________________________________________

Источник

Конструктивные схемы, принципы расчета и конструирования фундаментов. Глубина заложения

Применение железобетонных фундаментов вместо каменных или бетонных позволяет значительно уменьшить глубину их заложения Важное преимуще­ство таких фундаментов — возможность повышения индустриальности работ, особенно при сборных железобетонных фундаментах.

Железобетонные фундаменты подразделяются на три вида: отдель­но стоящие (отдельные); ленточные под рядами колонн или под стена­ми; сплошные, устраиваемые под всем сооружением.

Отдельно стоящие и ленточные фундаменты могут быть сборными или монолитными.

Кроме того, фундаменты могут быть свайными— забивными или набивными. Расположенные с определенным шагом, они в верхней час­ти объединяются распределительной политой (ростверком).

Отдельно стоящие фундаменты при центральном загружении обыч­но бывают в плане квадратной формы. При внецентренном загружении или при стесненных условиях, фундаменты могут иметь прямоуголь­ный план с отношением сторон не более чем 3:1.

Сборные фундаменты при небольших размерах изготавливают цель­ными — пирамидальными или ступенчатыми, а при больших — составными из отдельных блоков. Мо­нолитные фундаменты (бетонируемые на месте) имеют обычно ступен­чатую форму.

Монолитные фундаментыармируют только сетками, укладываемыми по подошве. Для жесткой связи фундамента с колонной выпускаемую из фундамента арматуру соединяют с арматурой колонны дуговой сваркой. При вязаных каркасах арматуру соединяют внахлестку без сварки.

Расчет отдельных фундаментов производится в предположении, что фундамент является абсолютно жестким телом, поэтому отпор грунта распределяется по подошве по линейному закону.

Расчет отдельных фундаментов состоит из двух частей: расчета ос­нования (по деформациям), из которого определяют размеры фундамента в плане, и расчета самого фундамента на прочность, по которому оп­ределяют размеры отдельных частей фундамента и его армирование.

Величина деформации основания считается допустимой, если сред­нее давление на основание от нормативных нагрузок не превышает нор­мативного сопротивления грунта. При расчете отдельных фундаментов жесткость их принимают бесконечно большой, а эпюру напряжений в грунте под подошвой — линейной.

На подошву фундамента действует вертикальная нормативная на­грузка от колонны и масса самого фундамента и грунта на его обрезах.

При расчете центрально нагруженных фундаментов, когда внешнее усилие N приложено по отношению к центральной оси фундамента с эксцентриситетом е₀≤е_а, пло­щадь подошвы фундамента определяется из уравнения равновесия

где а, в — размеры подошвы фундамента; N_л — нормативная продольная сила на уровне верха фундамента; R — расчетное сопротивление грунта, принимаемое по нормам; γ_т = 20 кН/м 3 — усредненная плотность фунда­мента и грунта на его уступах; Н_r— глубина заложения фундамента.

Высоту фундамента Я определяют из расчета на продавливание в предположении, что разрушение происходит по поверхности пи­рамиды, боковые поверхности которой наклонены под углом 45° к вер­тикали

Продавливающая сила F равна величине продольной силы N, дей­ствующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложен­ных к большему основанию пирамиды продавливания (считая от плос­кости расположения арматурной сетки):

Для фундамента, показанного на рис. 16.3, среднеарифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды продав­ливания:

Высоту нижней ступени фундамента h определяют из расчета сече­ния III—III на поперечную силу, если нет поперечного армирования, ко­торое в отдельных фундаментах не применяется. Для полосы единичной ширины

φ_в3 = 0,6 для элементов из тяжелого бетона.

Аналогичным способом определяется высота верхней ступени.

Площадь сечения арматуры фундамента находят из расчета сечений l—ll и ll—ll по изгибающим моментам, определяемым как в консолях от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента. Величи­ны моментов и площади поперечных сечений арматуры в сечениях l—lи ll—ll (ни всю ширину фундамента) определяют по формулам:

При ширине подошвы фундамента до 3 м из двух значений A_SI и А$и принимают большее, по которому подбирают диаметр и количество стер­жней, располагаемых с одинаковым шагом по всей ширине подошвы фундамента. При прямоугольных в плане фундаментах аналогичным расчетом определяют количество арматуры в перпендикулярном направ­лении.

При ширине подошвы фундамента более Ъ мъ целях экономии ста­ли половину стержней можно не доводить до конца на 1/10 длины в каждую сторону.

Минимально допустимый процент армирования фундамента в обоих направлениях принимают как в изгибаемых элементах.

23. Расчет и конструирование фундаментов стаканного типа.

Рис. 16.2. Отдельно стоящие фундаменты

под колонны: а — сборный пирамидальный; б —

ступенчатый под сборные колонны; в — с

подко-лонником; г — сборный составной из блоков;

д — монолитный ступенчатый

Сборные фундаменты при небольших размерах изготавливают цель­ными — пирамидальными (рис. 16.2, а) или ступенчатыми (рис. 16.2, б), а при больших — составными из отдельных блоков (рис. 16.2, г). Мо­нолитные фундаменты (бетонируемые на месте) имеют обычно ступен­чатую форму (рис. 16.2, д). Количество ступеней в зависимо­сти от высоты фундамента: при Н 900 мм — три ступени. Минимальная высота ступени 300 мм. Размеры ступеней должны быть такими, чтобы контур фундамента находился внутри усеченной пирами­ды, верхним основанием которой является опорное сечение колонны, а грани наклонены под углом 45° (рис. 16.3).

Для фундаментов применяют бетон класса В15—В20; армирование рекомендуется сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10 мм и шагом 100—200 мм. Сварную сетку уста­навливают по подошве фундамента с соблюдением защитного слоя, тол­щину которого принимают равной не менее 30—35 мм при наличии под фундаментом подготовки (песчано-гравийной или из тощего бетона) и 70 мм без подготовки.

Сборные колонны обычно жестко заделывают в фундамент, в кото­ром с этой целью устраивают выемку (стакан). Глубину заделки колон ны принимают не менее большего размера сечения колонны — и не ме­нее 20dпродольной рабочей арматуры колонны (рис. 16.2, б). Под тор­цом колонны предусматривают бетонную подливку толщиной 50 мм; зазоры между стенками стакана и колонной принимают равными: пони­зу — 50 мм, поверху — 75 мм. Толщина дна стакана и его стенок должна быть не менее 3/4 высоты верхней ступени и не менее 200 мм. Стенки стакана армируют конструктивно, однако армирование их не обязательно. В некоторых случаях при большом заглублении подошвы применя­ют фундаменты с подколонником (рис. 16.2, в); при таких фундаментах работы нулевого цикла могут быть полностью завершены до установки колонн

Источник

Читайте также:  Котлован под фундамент чертеж