V.5.2 Попереднє призначення товщини стрічкового фундаменту.

В залежності від діючих навантажень:

1. центрально прикладене зосереджене навантаження, за всіма можливими навантаженнями і прикладанням даного навантаження відносно центру стрічки;

2. позацентрове прикладання зосередженого навантаження;

3. рівномірно-розподілене навантаження на стрічковий фундамент по всій його довжині;

4. розподілене навантаження, що змінюється по закону трикутника;

5. навантаження на стрічку в вигляді зосереджених згинаючих моментів, розподільних згинаючих моментів і т.і.

В такому випадку епюра тиску під підошвою стрічкового фундаменту в повздовжньому напрямку приймається в вигляді трапеції: , тобто

; (5.2)

В загальному вигляді тиск під підошвою стрічкового фундаменту набуде вигляду:

Рис.15. Схема розподілу зусиль в повздовжньому напрямку

стрічкового фундаменту.

Значення крайніх ординат трапецевидної епюри тиску під підошвою стрічки в повздовжньому напрямку записуються формулою:

а (5.3)

де: N_i – погонне навантаження на стрічковий фундамент;

М – сума моментів зосереджених сил відносно середини стрічкового фундаменту плюс сума зовнішніх моментів m_i, ;

g – рівномірно-розподільне навантаження на стрічковий фундамент.

Згідно з рішенням М.М.Герсеванова і Я.А.Мечерета згинаючий момент в небезпечному перерізі, якщо не враховувати вплив сусідніх навантажень, можна визначити за формулою:

(5.4)

З іншої сторони для визначення корисної висоти залізобетонної стрічки (балки) використовують звичайну формулу: .

де: r – коефіцієнт, що залежить від % армування, класу арматури і класу бетону;

k – коефіцієнт надійності;

b – ширина полоси, або ширина стрічкового фундаменту, b=100см.

Якщо прийняти h₀=h, що допустимо при великій товщині фундаменту, із наведених вище формул для М і h₀ знаходять необхідну висоту «h»:

(5.5)

Всі наведені пропозиції, щодо визначення висоти конструкції фундаменту мають значно приблизний характер. Тому інженером-проектувальником товщина стрічкового фундаменту назначається за досвідом роботи інженера.

V.5.3 Визначається показник гнучкості стрічкового фундаменту.

На основі вихідних даних приведених вище, за якими розраховується показник гнучкості стрічки за формулою:

(5.6)

де: I – момент інерції перерізу стрічкового фундаменту, ;

V.5.4 Визначається розрахункова категорія (полоси) стрічкового фундаменту.

при t<1 – стрічковий фундамент вважається абсолютно жорстким і відноситься до категорії жорстких стрічкових фундаментів (полос);

при 1<t≤10 – стрічковий фундамент (полоса) розраховується як балку, що мають кінцеву довжину і кінцеву жорсткість і відноситься до категорії коротких (полос) стрічок;

при t>10 – стрічка (полоса) відноситься до категорії довгих полос. Розрахунок конструкцій (полос) стрічок виконується з використанням таблиць, що наведені в книгах Горбунова-Посадова М.І. «Расчет конструкций на упругом основании» 1953 і 1984 р.р. видавництва.

Для жорстких (полос) стрічкових фундаментів при 0≤t≤1,0 і коротких стрічок -0<t≤1,5 розрахунок ведеться за таблицями жорстких балок (стрічок) в наступній послідовності:

Початок координат розміщують посередині стрічкового фундаменту з напрямком осі Х вправо розраховують приведену абсцису точок, де прикладені сили Р_і, g_i, m_i тобто α_і=а_і/l;

де: а_і – абсолютні відстані від середини полоси (стрічки) до відповідних навантажень;

l – напівдовжина стрічкового фундаменту.

Рис.16. Розрахункова схема навантажень на стрічковий

фундамент (балка на пружній основі).

Значення приведених безрозмірних відстаней закругляють до першого знаку після коми, тобто цілого числа десятих: приклад 4/6=0,6666…≈0,7 і т. ін. Далі встановлюють для яких перерізів стрічкового фундаменту (полоси) таблиці дають ординати розрахункових епюр. Таблиці дозволяють будувати епюри по 21 точці, які знаходяться одна від одної на відстані 1/10 напівдовжини (1/10 l). Ці точки мають приведені абсциси:

-1; -0,9; -0,8….0; …..+0,9; +1,0

Для встановлення таблиці з допомогою якої повинен виконуватися розрахунок, показник гнучкості t округляється до найближчих цифр із 0; 1; 2; 5; 10 (наприклад: замість t=6,5 приймається t=7; замість t=4 приймається t=5).

Стрічкові фундаменти розраховують в залежності від виду діючого навантаження:

• для навантаження у вигляді рівномірно-розподільного – g – згідно §9;

• для навантаження у вигляді зосередженої сили – Р – згідно §10;

• для навантаження у вигляді згинаючого моменту – m – згідно §11.

Якщо навантаження на стрічковий фундамент комплексне: діють g, P, m, то даний стрічковий фундамент розраховують окремо на кожний вид навантаження, а потім ординати епюр під заданими перерізами підсумовують з урахуванням впливу окремих видів навантаження в даному перерізі стрічкового фундаменту (балки). Для рівномірно-розподільного навантаження – g (кПа), (Па) використовують табл.№8 (стор.94) 1984 р. видання і отримують значення P, Q, M за формулами:

; ; (5.7)

де відповідно безрозмірні коефіцієнти тиску, поперечної сили, моменту.

P, Q, M – діючи в заданих перерізах стрічкового фундаменту реактивний тиск, поперечна сила і згинаючий момент.

Для навантаження стрічкового фундаменту зосередженою силою Р (табл.№9) і отримують значення P, Q, M за формулами:

; ; (5.8)

де відповідно безрозмірні коефіцієнти тиску, поперечної сили, моменту.

Для навантаження стрічкового фундаменту згинаючим моментом – m – використовують табл..№9б (стор.98) видання 1984р. і отримують значення P, Q, M за формулами:

; ; (5.9)

За визначеними зусиллями М розраховується необхідна площа поперечного перерізу арматури в повздовжньому напрямку за формулою:

(м²) – для ширини полоси 1,0м; (5.10)

(м²) – для ширини стрічки; (5.11)

Кількість стрижнів арматури перпендикулярних ширині підошви стрічкового фундаменту «n» визначається за формулою:

;

де: b – ширина стрічкового фундаменту, (м);

С_к – захисний шар бетону від крайніх повздовжніх стрижнів арматури, дорівнюється 50мм;

С_с – крок повздовжніх стрижнів в поперечному перерізі, приймається рівним 200мм-250мм.

За визначеною кількістю і діаметром стрижнів в поперечному і повздовжньому напрямках формується нижня арматурна сітка стрічкового фундаменту.

Для випадку, коли стрічковий фундамент завантажений згинаючими моментами армування поперечного перерізу виконується в двох рівнях: нижня сітка по загальному розрахунку і верхня сітка за підсумковим згинаючим моментом згідно табл. №8, 9а, 9б.