12. Расчет плитной части столбчатых фундаментов на продавливание.

Минимальная высота плитной части фундамента при соотношении сторон его подошвы b/l ³ 0,5 определяется из расчета на продавливание. При этом продавливающая сила должна быть воспринята бетонным сечением плитной части фундамента, как правило, без постановки поперечной арматуры. В стесненных условиях (при ограничении высоты фундамента) допускается поперечная арматура.

2* Расчет высоты фундамента из условия продавливания.

В масштабе.

Выбор расчетной схемы на продавливание

1). Образуется призма продавливания

2). Призма продавливания не образуется

3). Призма продавливания образуется только у ступени

4). Призма продавливания образуется

5). Призма продавливания по всей высоте

Первая расчетная схема

Образуется полная призма продавливания

Предельная сила F = σ_п (A-A_п);

А – общая площадь фундамента;

А – площадь основания призмы фундамента; σ_п – среднее давление под подошвой фундамента

Проверка:

σ_п = N₁/(a b).

Определение высоты фундамента.

F k R_bt h_оф b_ср;

Продавливающая сила должна быть меньше сопротивления бетона поперечной силы по площади призмы продавливания.

b_ср – средний периметр призмы продавливания;

h_оф – полезная высота фундамента;

R_bt – расчетное сопротивление бетона растяжению;

k = 1 – для тяжелого бетона условия работы; h_ф = h_оф+ a_о.

a_о – защитный слой; a_о =35 мм.

Вторая расчетная схема (расчет ступени)

В бетонных и бутовых фундаментах угол альфа равен 35 – 40 градусов в зависимости от класса прочности и выступающие части не выкладываются. Форма фундамента вписывается в призму.

F k R_bt h_о.ст b_ср.ст; F = σ_ср А_о

Третья расчетная схема (расчет дна стакана на продавливание)

13. Расчет плитной части ленточных фундаментов на продавливание.

Расчет плиты на продавливание колонной производят в предположении, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, боковые грани которой наклонены под углом 45°. Верхним основанием пирамиды является площадь FB = albi передачи продавливающей силы, нижним — Fn=azb2, ограниченная боковыми гранями пирамиды и плоскостью расположения арматуры.

Статический расчет системы может быть выполнен также и по стандартным программам для расчета пространственных систем. В этом случае жесткость дискретных грунтовых опор определяют по формулам или по программе «ГРУНТ», реализуемой на ЭВМ «Минск-32».

13. Определение площади сечения арматуры плитной части столбчатых и ленточных фундаментов.

Задача. Определение площади арматуры.

Рассмотрим расчет прямоугольного сечения с одиночной арматурой на изгиб.

M_1–1 = (Q_1–1 b_к)/2; A_S = M_1–1/(R_S ν h_п.о)

R_S – 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.

M_{l /2} – воспринимает распределенная арматура; M_A R_b

Учет пластических деформаций.

Можно рассматривать фундамент и грунт как упругие системы.

а – зоны пластических деформаций в грунте.

Момент в сечении 1 – 1

M_упр M_пласт

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.

M_1–1 = (Q_1–1 a_к)/2; Q_1–1 = σ_ср1–1 a_к b; А_S1–1 = M_1–1/(R_S h_o1–1 ν);

ν = 0.88 0.98 или ν 0.9; (h_o1–1 ν) – плечо внутренней пары сил.

d 10 мм, с = 100 (150;200) – шаг стержней сетки.