Определение размеров подошвы фундамента.
Для каждого отсека здания выбираются наиболее характерные расчетные участки, и для них делается сбор нагрузок.
Расчетная схема.
Gф – вес конструкций грунта на его обрезах, пригрузка;
а – нагрузка на прилегающую поверхность;
γср – осредненный объемный вес;
Nп – нагрузка на уровне подошвы.
Gф γср dк b 1; (1)
γср = 2.1 т/м;
dк b 1 – объем фундамента;
Nп = Nо+Gф (если еп = 0);
Gср = ((Nо+Gф)/(b 1)) R формула (7) СНиП; (3)
Gmax, min = ((Nо+Gф) (1 6eп/b)/(b 1)) 1.2R σmax 1.2R, σср R; (4)
W = (b h2)/6; R = f (γ, c, φ, b, d) (2); b – неизвестно.
Задача решается методом последовательного приближения.
___________________ ___________________
Задаемся … b расчет повторяется
Находим … G, R,eп несколько раз
Проверяем условия … (3), (4) пока не выполнится
Если удовлетворяет (5) условие (5)
___________________ ___________________
Есть методики подбора размеров, графики, номограммы, компьютерные программы.
Каким бы методом мы не пользовались, мы делаем контрольный расчет вручную.
1. Определение размеров подошвы фундамента.
|
|
2. Расчет грунта по деформациям.
3. Расчет конструкции фундамента.
S Su S = β (σzpi h)/(Eoi)
Пример: Su = 80 мм; S = 23 мм.
Если это имеет место по многим сечениям фундамента, то можно перейти к предельным осадкам.
Задаемся:
S = Su находим bS
Проверяем: по несущей способности (подробности в СНиП).
Расчет конструкции фундамента.
Расчет выполняется на действие расчетных нагрузок. Необходимо выполнить расчет блока – подушки (на изгиб и поперечную силу γп > 1).
σср = (Nк+ Gф)/(b 1); Gф – мала.
Задача. h -?
(1) – внешняя нагрузка
Q1–1 = σгр bк 1;
в сечении 1 – 1 на поперечную силу работает бетон.
(2)– внутреннее сопротивление
Q1–1 = Rbt hп.о. 1;
коэффициент условия работы
k2= 1.5 – для тяжелого бетона.
Приравнивая (1) и (2), находим:
hп.о.= (σгр bк)/(Rbt k2);
hп = hп.о.+ao 300м.
Задача. Определение площади арматуры.
Рассмотрим расчет прямоугольного сечения с одиночной арматурой на изгиб.
M1–1 = (Q1–1 bк)/2; AS = M1–1/(RS ν hп.о)
RS – расчетное сопротивление арматуры;
ν – коэффициент, ν = 0.88 0.98; ν = 0.9 – в приближенных расчетах.
Принимается армирование стержнями диаметром не менее 10 мм, шагом 100…200 мм.
Если блок ленточного фундамента сборный, то необходима проверка на транспортировку и монтаж.
Ml /2 – воспринимает распределенная арматура; MA Rb
Учет пластических деформаций.
Можно рассматривать фундамент и грунт как упругие системы.
а – зоны пластических деформаций в грунте.
Момент в сечении 1 – 1
Mупр Mпласт
В сечении 1 – 1 в железобетоне развиваются пластические деформации в арматуре.
а, б, в – зоны пластических деформаций. Происходит перераспределение усилий внутри конструкции. Можно выполнить расчеты железобетонных конструкций с грунтом в нелинейной постановке с учетом физической и геометрической нелинейности. Это нелинейные задачи расчета, что приводит к экономии арматуры на 15-25%.
|
|
Фундамент вычерчивается в масштабе вместе с эпюрами напряжений под подошвой фундамента. Определяются расчетные сечения в двух направлениях фундамента.
Сечения по граням колонн и по грани верхней ступени.
Рассматриваем работу изгибаемого расчетного прямоугольного сечения с одиночной рабочей арматурой.
M1–1 = (Q1–1 aк)/2; Q1–1 = σср1–1 aк b; АS1–1 = M1–1/(RS ho1–1 ν);
ν = 0.88 0.98 или ν 0.9; (ho1–1 ν) – плечо внутренней пары сил.
d 10 мм, с = 100 (150;200) – шаг стержней сетки.
Методы расчета изложены в пособии.
Дополнительные расчеты.
1. Расчет стенок стакана (справочник).
2. Расчет подклонной части фундамента.
3. Учет моментов в двух направлениях.
4. Проверка ширины раскрытия трещин (когда имеет место агрессивный грунт; воды в уровне подошвы фундамента).
5. Учет влияния реакций фундаментных балок.
Изложенный метод расчета основан на двух положениях.
1. Подошва фундамента – плоскость. Ее прогиб не учитывается.
2. Расчет эпюры напряжений является линейным.
В дополнение к изложенному можно выполнить расчет фундаментов по деформационной схеме. Этот метод учитывает работу фундаментов в упругопластической стадии работы. Экономия арматуры 20 – 30%.
Конструкции плиты фундаментов каркасных зданий, их расчет.
Неучтенный изгиб фундамента и криволинейности эпюр реактивного давлений иногда приводит к недопустимой погрешности. Для гибких фундаментов в форме плит и балок применяется более строгий метод.
Конструкции гибких фундаментов
Балочный фундамент