2020-10-11
147
Задача 6.13. Выполнить расчет прочности по материалу внецентренно сжатого фундамента под колонну. На фундамент действуют: продольная сила N = 400 кН и изгибающий момент М = 40 кН м, в направлении стороны аf, γ n = 1,0. Размеры подошвы фундамента аf × bf = 1,8×1,2 м, сечение фундамента принять по рис. 6.11. Класс прочности бетона В15, класс арматуры А500.
Задача 6.14. Выполнить расчет прочности по материалу внецентренно сжатого фундамента под колонну. На фундамент действуют: продольная сила N = 200 кН и изгибающий момент М = 60 кН м, γ n = 1,0. Размеры подошвы фундамента аf × bf = 1,7×1,7 м, сечение фундамента принять по рис. 6.12. Класс прочности бетона В25, класс арматуры А400.
Расчет свайных фундаментов
Свайные фундаменты состоят из свай и ростверков. Расчет свайных фундаментов и их оснований проводится по двум группам предельных состояний.
Сваи, по характеру работы различают на сваи стойки и висячие сваи. Сваи стойки опираются на скальные или практически не сжимаемые грунты. Висячие сваи опираются на сжимаемые грунты. Сваи также классифицируются по способу их погружения в грунт. В настоящем Практикуме рассматриваются только забивные сваи.
|
|
|
Сваи, опирающиеся на крупнообломочные, гравелистые, песчаные грунты средней крупности, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL ≤ 0,1, заглубляются в них не менее 0,5 м, а в прочие грунты, которые являются не такими прочными как в первом случае, не менее 1,0 м.
Расчет свай стоек
Несущую способность забивной сваи Fd, опирающейся на скальный или малосжимаемый грунт, следует определять по формуле
Fd = γ c R A, (6.13)
гдеγ c – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемыйγ c = 1;
А – площадь опирания на грунт сваи, принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения сваи;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки. Для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты R = 20 000 кПа.
Расчет висячих свай
Несущую способность Fd висячей забивной сваи следует определять как сумму сил от расчетных сопротивлений грунтов основания: под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности, по формуле
Fd = γ c (γ cR RA + u ∑ γ cf fi hi ), (6.14)
гдеγ c – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемыйγ c = 1,0;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице 6.7 Приложения 6; u − наружный периметр поперечного сечения сваи; fi − расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 6.8 Приложения 6; hi – толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; γ cR,γ cf – коэффициенты условий работы грунта, соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемые для забивных свай:
|
|
|
γ cR = 1,0, γ cf = 1,0.
Свайные ростверки
При устройстве ростверка под стены, сваи располагаются рядами (обычно в один или два ряда), либо рядами в шахматном порядке. Ростверки под колонны гражданских, промышленных зданий и сооружений, опираются на кусты свай, сваи в кустах располагаются рядами или в шахматном порядке.
Расстояние между осями забивных висячих свай должно быть не менее 3 d (где d – или диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного поперечного сечения ствола сваи). Для свай стоек, расстояние между осями свай принимается не менее 1,5 d.
Чаще всего ростверки выполняют монолитными, из тяжелого бетона класса не менее В15. Сваи заделывают в ростверк на 50–100 мм, при этом заделка считается шарнирная. При заделке головы сваи в ростверк не менее чем на 300 мм заделка считается жесткая.
Ширина ростверков под стены принимается не менее 400 мм, высота не менее 300 мм. Конструкция ростверков под колонны зависит от конструкции колонн.
При строительстве на пучинистых грунтах под ростверком устраивается подготовка из щебня либо крупного песка, толщиной 200 мм.
Расчет свай по несущей способности грунта
Одиночную сваю по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия
N ≤ Fd /γ k = Р гр, (6.15)
где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (определяется с учетом нагрузки от собственного веса ростверка); Fd – несущая способность сваи;
Р гр– расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по несущей способности грунта; γ k – коэффициент надежности принимается равным 1,4 (если несущая способность сваи определена расчетом).
Понятие о расчете свай по прочности материала
Для железобетонных свай несущая способность по материалу определяется по формуле прочности для сжатых железобетонных элементов со случайным эксцентриситетом (3.1) Р м = j(RbА + Rsc А s, tot)
где Р м – несущая способность сваи по материалу; φ – коэффициент продольного изгиба ствола сваи. В случае если свая погружена в грунт φ = 1.
Количество свай в ростверке
Количество свай в ростверке при центральном сжатии n, можно определить по формуле
n ≥ Nd / Р min , (6.16)
где Nd – расчетная нагрузка приходящаяся на свайный фундамент, с учетом веса ростверка; Р min – минимальная расчетная нагрузка которую способна выдерживать свая (по грунту Р гр,или по материалу Р м).
Для ленточных ростверков, нагрузка на свайный фундамент Nd определяется на один погонный метр свайного фундамента, и вместо количества свай определяют требуемый шаг свай а по формуле
а ≤ Р min k / Nd, (6.17)
где k – число рядов свай.
|
|
|
