Ленточные фундаменты конструируют, как правило, под сплошные несущие стены. Так как при одинаковых нагрузках по длине ленточного фундамента условия его работы во всех сечениях одинаковы, то и размеры таких фундаментов в поперечном сечении одинаковы. Если нагрузки в продольном направлении ленточного фундаменты различны, то его поперечное сечение также различно по длине. Материалом для выполнения ленточных фундаментов может быть бутовая кладка, бутобетон, бетон и ж/б. По форме в поперечном разрезе эти фундаменты бывают уступчатые или трапециевидные. Последние применяют реже ввиду большей сложности работ по их возведению.
Часто возникает необходимость устраивать ленточные ж/б фундаменты и для рядов колонн. Так, в процессе проектирования каркасных или рамных сооружений при значительных нагрузках и относительно слабых грунтах получается, что размеры одиночных фундаментов под колонны должны быть очень большие, а фундаменты располагаются на небольшом расстоянии один от другого. В этих случаях одиночные фундаменты под отдельные колонны заменяют одним ленточным ж/б фундаментом, воспринимающим нагрузку от целого ряда колонн.
|
|
Нередко при проектировании фундаментов под сетку колонн оказывается, что несущая способность грунтов основания недостаточна и ленточные фундаменты не обеспечивают жесткости всего здания или сооружения.
Рациональной конструкцией фундаментов в этом случае будет конструкция в виде перекрестных ленточных фундаментов. Такие фундаменты выполняют из ж/б, а колонны устанавливают в месте пересечения двух фундаментных лент. Число взаимноперпендикулярных лент определяется числом рядов колонн и стен.
Ленточные фундаменты под стены выполняются в монолитном или сборном варианте.
При наличии подвала фундаментная стена является одновременно стеной подвала, которая работает совместно с элементами сооружения.
По конструктивному решению стены подвалов зданий и сооружений подразделяются на массивные и гибкие. Массивные стены применяются в подвалах зданий и сооружений и выполняются из кирпича, крупных бетонных блоков, панелей и т.д. Гибкие стены выполняются, как правило, в виде железобетонных навесных панелей, работающих на изгиб в вертикальной плоскости. Стены подвалов опираются на перекрытия, располагаемые выше или ниже поверхности грунта.
Расчет ленточных фундаментов. Ленточные фундаменты наружных стен зданий с подвалами рассчитываются на нагрузки, передаваемые стеной подвала, и на действующее на них давление грунта.
Расчет ленточных фундаментов производится по сечению I-I, проходящему по краю фундаментной стены (рис.16), а при ступенчатой форме фундаментов – и по грани ступени. Расчетные усилия в сечении на 1 м длины фундамента при центральной нагрузке определяются по формулам:
|
|
М = 100 ра 2/2; (56)
Q = 100 ра, (57)
где р – среднее давление по подошве фундамента, передаваемое на грунт от расчетных нагрузок; а – вылет консоли фундамента.
Расчетные усилия в сечении на 1 м длины фундамента при внецентренной нагрузке (см.рис.16) вычисляются по формулам:
М = а 2(2 рmax + р 1)/6; (58)
Q = а (2 рmax + р 1)/6; (58)
где рmax и р 1 – соответственно давления от расчетных нагрузок, передаваемых на грунт под краем фундамента и в расчетном сечении.
Расчет по прочности нормальных сечений производится на момент от расчетных нагрузок. Подбор площади сечения продольной арматуры производится по формуле
Аs = , (60)
где Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению; ν - коэффициент, определяемый по табл.3 в зависимости от параметра А`0; h 0 – рабочая высота сечения, принимаемая равной расстоянию от верха фундамента до центра арматуры.
Параметр А`0 определяется по формуле А`0 = , где Rb – расчетное сопротивление бетона для предельного состояния первой группы; b – ширина сечения фундамента.
При расчете наклонных сечений на действие поперечной силы должно соблюдаться условие
Q ≤ 0,35 Rbbh 0. (62)
Расчет на действие поперечной силы не производится при
Q ≤ k1Rbtbh 0, (63)
где k1 – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,75; Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния первой группы.
Расчет элементов без поперечной арматуры производится из условия
Q ≤ Qb, (64)
где Q – поперечная сила, действующая в наклонном сечении, т.е. равнодействующая всех поперечных сил от внешней нагрузки, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; Qb – поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны в наклонном сечении:
Qb = k2Rbtbh 02/ c, (65)
где k2 – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 1,5; с – длина проекции наклонного сечения на продольную ось.
Железобетонные фундаменты рассчитываются по раскрытию трещин, при этом ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, определяется по формуле
ас = 1,2 , (66)
где η – коэффициент, принимаемый равным при стержневой арматуре периодического профиля 1,8, гладкой 1,3, при проволочной арматуре периодического профиля 1,2, гладкой 1,4; σs - напряжение в стержнях растянутой арматуры; μ - коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры к площади сечения b x h 0, но не более 0,02; d – средний диаметр растянутой арматуры:
d = (n1d12 + … + nkdk2)/(n1d1 + … + nkdk), (67)
где d1, …, dk – диаметры стержней растянутой арматуры; n1, …, nk – число стержней соответствующей арматуры.
Напряжение в арматуре определяется по формуле
σs = RsМ/М1, (68)
где М1 – момент от действия расчетной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке γ f =1:
М1 = МАs`/Аs``; (69)
М – момент от действия расчетной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке γ f > 1; Аs ` - фактическая площадь принятой арматуры; As `` - площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.