2.5. Расчет прочности тела фундамента

Расчет прочности тела фундамента производится на расчетные (нагрузки, приложенные на уровне обреза фундамента (без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах).

Определение высоты фундамента и его ступеней производится на основе расчета изгибаемых элементов железобетонных конструкций по наклонным сечениям при отсутствии поперечной арматуры.

Внецентренно нагруженный фундамент с прямоугольной подошвой (рис.2.4) рассчитывают на продавливание по условию

з десь b_m = 0,5(b_c+b₁), где b_c и b₁ – соответственно верхняя и нижняя стороны одной грани пирамиды продавливания, м.

Рисунок 2.4

Продавливающая сила F в кН определяется из выражения F = A₁P₁ , где А₁ - площадь заштрихованной части подошвы (за пределами пирамиды продавливания), м².

Значение P₁ можно принять равным максимальному значению реак-тивного давления: P₁= P_max .

Максимальное P_1max и минимальное Р_min напряжения в кПа под подошвой фундамента (рис. 2.4) определяются от расчетных нагрузок N_0,1 в кН и M_0,1 в кНм, действующих на уровне обреза фундамента:

Полезная высота нижней ступени проверяется также на продавливание (рис.2.5):

После установления общей высоты фундамента и высот отдельных ступеней определяют площадь поперечного сечения арматуры из расче­та фундамента на изгиб. Расчет ведется во изгибающему моменту в сечении фундамента на грани колонны. В местах изменения высоты фундамента проверяется достаточность поставленной арматуры.

Изгибающий момент для столбчатого фундамента определяется на всю ширину фундамента от реактивного давления грунта по всей площа­ди консольного свеса, отсекаемого рассматриваемым сечением.

В сечении I-I (рис.2,4)

В сечении II-II (рис. 2. 5)

Т ребуемая площадь арматуры

Р исунок 2.5

Здесь значения с₁, c₂, b, h₀, h₀₁ выражены в м; A_sI, A_sII - в м²; P , P_max, P₁, Р₂ - в кПа; M_I-I ,M_II-II - в кНм; R_s-расчетное сопротивление арматуры растяжению, кПа.

При прямоугольной подошве фундамента сечение арматуры опреде­ляется в обоих направлениях.

Aналогичнo производится расчет прочности тела центрально наг­руженного фундамента.

Р асчет ленточного фундамента ведется в полосе шириной 1 м. Полезную высоту фундамента определяют по расчету на поперечную силу на участке С - 0,5 h_o (рис.2.6):

Для центрально нагруженного фундамента (рис.2.6а)

Р исунок 2.6

Д ля внецентренно нагруженного фундамента (рис.2.6б)

Здесь значения h₀, С выражены в м; P , P_max, R_bt - в кПа; N₀₁ – в кН;M₀₁ - в кНм;A- в м²; W - в м³.

Площадь поперечного сечения арматуры определяется у грани сте­ны, так же как и для фундаментов под колонны.

Для центрально нагруженного фундамента

Для внецентренно нагруженного фундамента

Арматуру рекомендуется применять в виде сварных сеток из стерж­ней диаметром от 10 до 16 мм с ячейками размером от 100 до 200 мм. Содержание арматуры должно быть не ниже минимально допускаемого про­цента армирования в изгибаемых элементах.

П од сборные железобетонные колонны используют фундаменты ступен­чатого типа со стаканом (рис.2.7).

Рисунок 2.7

Глубина стакана h_у принимается не менее большего размера попереч­ного сечения колонны l_k . Толщина дна и стенок ста­кана делается не менее 200 мм. При соотношении толщины стенок стакана d_g к высоте верхней сту­пени фундамента h_s не менее 0,75 стакан не ар­мируется. В этом случае по внутренним граням ста­кана ставят конструктивную арматуру диаметром 6 мм для предохране­ния его стенок от разрушения при случайных ударах во время монтажа колонн. Размеры подошвы фундамента устанавливаются кратными 100 мм, ширина каждой ступени - кратной 50 мм, высота ступеней - кратной 100 мм, при общей высоте не менее 200 мм.

Защитный слой бетона под арматурой в зависимости от влажности и вида грунта принимают в пределах от 35 до 70 мм. При устройстве монолитных фундаментов делается бетонная подготовка. Бетон фунда­мента рекомендуется принимать класса В 12,5 - В 15. Когда стенка стакана делаются более тонкими, то есть при d_g <0,75h₃ , они рас­считываются как железобетонные элементы.

В фундаментах стаканного типа при некачественной заделке колонны возможно продавливание фундамента под торцом колонны. В этом случае заделка не учитывается и производится проверка фундамента на продавливание под торцом колонны.

При высоком уровне подземных вод следует предусмотреть гидро-изоляцию подвального помещения. Варианты гидроизоляции даны на ри­сунках в приложении.

3. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ