8.2. Розрахунок позацентрово стиснутих фундаментів

Фундаменти вважаються позацентрово завантаженими в тому випадку, якщо на них діють згинаючі моменти М і стискаючі зусилля N. З'являється розрахунковий ексцентриситет e₀ = M/N, що і впливає на весь розрахунковий апарат позацентрово стиснутих фундаментів. Площу підошви таких фундаментів виконують прямокутною, розвиненою убік дії згинаючого моменту.

У разі одноосьового позацентрового завантаження крайові напруження під підошвою фундаменту визначають у припущенні лінійного розподілу тиску по ґрунту в напрямку дії моменту. Величина напруження залежить від значення ексцентриситету е, визначеного на рівні підошви фундаменту (рис.8.5).

е < а /6 е > а /6

Рис.8.5 – До розрахунку позацентрово завантаженого фундаменту

При е a/6 напруження визначають за формулою

, (8.8)

при е >a/6:

. (8.9)

У цих формулах ; M_inf=M + QH; N_inf=N+_т H a b; M, N, Q – нормативні зусилля, діючі на рівні верхнього обрізу фундаменту.

Відповідно до норм крайовий тиск на ґрунт не повинен перевищувати 1,2R, а середній тиск .

Попередній підбір площі основи фундаменту можна здійснювати за формулою

. (8.10)

Величини сторін a і b призначають дільними 300 мм. Співвідношення сторін повинно знаходитися в межах b/a = 0,6÷0,8. При визначенні розрахункових тисків на ґрунт, по яких підбирається арматура нижньої плити, використовують розрахункові зусилля M, N, Q (тобто з коефіцієнтами надійності по навантаженню _f >1), але без урахування маси фундаменту і грунта на ньому:

.

(8.11)

Враховуючи те, що необхідно обчислювати значення згинаючих моментів у декількох перерізах, тобто в місцях наявності кожної ступені фундаменту, то проміжні тиски на фундамент у цих перерізах можна визначити за формулою

,

(8.12)

де a_i – повний розмір довжини ступені, де визначається тиск.

Величина моменту в перерізі i–i може обчислюватися за наступною залежністю:

.

(8.13)

За отриманими значеннями M_i–i підбирають арматуру плити в кожному i-му перерізі:

,

(8.14)

де h_0i – робоча висота ступені, де визначається арматура.

При розрахунку на продавлювання у позацентрово стиснутих фундаментах перевіряють кожну грань окремо. Спочатку перевіряють грані по короткому напрямку, тобто по ширині b, a потім по довгому (сторона a).

Принципово фундаменти з прямокутною підошвою розраховують на продавлювання за умовою (8.2), приймаючи

; ,

(8.15)

де А₂ – площа заштрихованої частини підошви (рис.8.6).

Величину b₂ визначають в такий спосіб:

,

де h₀ – робоча висота нижньої ступені.

Рис.8.6 – До розрахунку на продавлювання прямокутного фундаменту

Площа, на яку передається навантаження від тиску ґрунту, обчислюють за формулою

. (8.16)

Якщо умова (8.2) не задовольняється, тоді можна або збільшити висоту нижньої ступені, або підвищити клас бетону, або скоригувати розміри фундаменту в плані.

При наявності у позацентрово завантаженому фундаменті стакана з підвищеною частиною підбирають поздовжню арматуру стакану як позацентрово стиснутий переріз двотаврового виду, а також розраховують величину розрахункового ексцентриситету. Якщо (h_col – висота перерізу колони), то

,

(8.16)

де h_ст – глибина стакана;

Rs – розрахунковий опір поперечної арматури;

Σz_sw – сумарне значення відстаней кожної поперечної сітки стакана до верха фундаменту (перша сітка від верха фундаменту знаходиться на відстані 50 мм, інші йдуть з кроком 150-200 мм);

M, N, Q – зусилля на рівні верхнього обрізу фундаменту.

Якщо , то поперечні сітки в стакані встановлюють конструктивно, приймаючи 8A-I кроком сіток 200 мм.