5.6. Расчет тела ростверка свайного фундамента

5.6.1. Расчет прочности ростверка на продавливание колонной

Расчет прочности плитной части внецентренно нагруженного ростверка на продавливание колонной заключается в проверке следующего условия:

где N = 2ΣN_pi - расчетная величина продавливающей силы, равная сумме расчетных усилий, передаваемых на сваи, расположенные с одной стороны от оси колонны в наиболее нагруженной части ростверка, 2ΣN_pi = 2∙(∙356,6) =713,3 кН;

N_pi - расчетное усилие в сваях от нагрузок на уровне верха ростверка, определяется по формуле:

здесь n - количество свай, n = 3 шт;

l_i,max - расстояние от центра тяжести свайного поля до оси сваи (рис. 13);

b_с и h_с - размеры поперечного сечения колонны у нижнего торца;

с₁ и с₂ - расстояние от плоскости грани колонны до плоскости ближайшей грани сваи (рис. 13), с₁ = 0,125 м и с₂ = 0,125 м;

α₁ и α₂ - коэффициенты, принимаемые в зависимости от величины коэффициентов k₁ = c₁/h₁ и k₂ = c₂/h₂;

h₁ - рабочая высота сечения ростверка, h₁ = h_p - a_s = 0,6 – 0,056 = 0,544 м;

R_bt - расчетное сопротивление бетона растяжению, для тяжелого бетона кл. В20 R_bt = 0,9 МПа.

Т.к. k₁ = c₁/h₁ =0,05/0,544 = 0,09 и k₂ = c₂/h₂ = 0,05/0,544 = 0,09, поэтому α₁ = 4,5 и α₂ =4,5.Тогда

N = 713,3 кН < [4,5∙(0,4 + 0,05) + 4,5∙(0,6 + 0,05)]∙0,544∙900 = 2423,5 кН.

Условие выполняется, следовательно, продавливания плитной части ростверка не произойдет.

5.6.2. Расчет прочности ростверка на продавливание угловой сваей

Расчет прочности плитной части ростверка на продавливание угловой сваей заключается в проверке следующего условия.

N_р[₁(b_o2+c_o2/2)+ ₂(b_o2+c_o1/2)] h_o1 R_bt ,

где N_p – расчетное усилие угловой свае с учетом действия моментов в двух направлениях:

здесь n- количество свай, n=3шт;

l_i,max =0,,95 м – расстояние от центра тяжести свайного поля до оси наиболее удаленной сваи;

b_о1 и b_о2 – расстояния от внутренних граней угловой сваи до наружных граней ростверка ,

b_о1= 0,530 и b_о2 =0,725 м;

с₁ и с₂- расстояния от плоскости внутренних граней сваи до ближайшей грани подколонника или ступней ростверка с_о1 =0,275 м и с_о2=0,175 м;

₁ и ₂ – коэффициенты, принимаемые по табл. 9.9 [13] в зависимости от величины

k_о1= с_о1/h_о1=0,275/0,544=0,506 k_о2= 0,175/0,544=0,322 и поэтому ₁ = 0,72, ₂ = 1,1

где h_о1- рабочая высота нижней ступени, h_о1=0,544 м;

R_bt = 0,9 МПа – расчетное сопротивления бетона растяжению, для тяжелого бетона кл. В20.

Тогда:

N_р=356,6 кН<[0,72(0,530+0,275/2)+ 1,1(0,725+0,175/2)] 0,544 900=672,9 кН,

Условие выполняется, следовательно, высота плитной части ростверка достаточна

5.6.3. Расчет прочности ростверка на смятие

Расчёт прочности ростверка на смятие (местное сжатие) под торцом колонны сводится к проверке следующего условия:

N_c ≤ 0,9Ψ_locR_b,locA_loc1,

где N_c – расчетная продольная сжимающая сила в уровне торца колонны, N_c =1122 кН (см. п.4.5.4)

Ψ_loc - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия при равномерном распределении, как в случае с колонной, Ψ_loc = 1;

A_loc1 - фактическая площадь смятия (площадь торца колонны), A_loc1 = b_c· h_c = 0,4·0,6= 0,24 м²;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяется по формуле:

R_b,loc = α·φ_b·R_b = 1,0∙1,65∙11500 = 18975 кПа,

где α – коэффициент, принимаем α = 1,0;

R_b - расчетное сопротивление бетона сжатию, для тяжелого бетона кл. В20 R_b = 11,5 MПа;

φ_loc - коэффициент, учитывающий повышение несущей способности бетона при местном сжатии, определяется по формуле:

здесь А_lос2 - расчетная площадь смятия

А_lос2 = 0,9∙1,2 = 1,08 м².

749,7 кН < 0,9·1∙18975∙0,24= 4098,6кН

Условие выполняется, следовательно, смятия бетона под колонной не произойдет.