Проектирование фундамента из забивных свай для колонны по оси и: Количество свай определяем по формуле (191):
Принимаем 3сваи.
Расстановка свай:
Рисунок 60 – Расстановка свай
Приведем нагрузки к подошве ростверка:
Нагрузка от ростверка Np составит:
Для 1 комбинации:
Для 2 комбинации:
Определяем нагрузки на сваи:
для 1 комбинации:
для 2 комбинации:
Все условия - Ncв<Fd/γc; Nсв>0 выполняются.
Производим расчет свай на горизонтальную нагрузку:
По графикам на рис.8 [28]. определяем коэффициент К=16000кН/м4. По графикам на рис.9 [28]. для свай длиной 15м и при коэффициенте К=16000кН/м4 определяем единичное перемещение от Qсв=1кН – εн=0,3мм. Общее горизонтальное перемещение Up=0,3х10,3=3,09(10,3кН-горизонтальная нагрузка на одну сваю). Значение Up< Uв=10мм, поэтому можно принимать гибкое сопряжение свай с ростверком, однако грунты являются просадочными, и в связи с этим проектируем жесткое сопряжение. При жестком сопряжении единичный момент в сопряжении Мн=1,05кНм (при длине сваи >7м и К=16000кН/м4), а общий Мсв=1,05х10,3=10,82кНм во второй комбинации нагрузок или Мсв=1,05х6,22=6,53кНм в первой.
Для свай длиной 15м типовая продольная арматура - 4ø12АIII при классе бетона В20. При указанных выше значениях Nсв, и названных выше моментах прочность такой сваи достаточна.
Расчет и конструирование ростверка:
Проверим ростверк на продавливание колонной, схема продавливания изображена на рисунке ниже.
Рисунок 61 – Схема работы ростверка на продавливание колонной
Проверка осуществляется по формуле (193):
Продавливающая сила F определяется как удвоенная сумма усилий в сваях с наиболее нагруженной стороны ростверка:
в 1 комбинации
во 2 комбинации
где усилия определяются от нагрузок N и М, приложенных к обрезу ростверка.
Усилия в сваях:
Таблица 27 – Усилия в забивных сваях по оси И
-
№ сваи
Усилия в сваях,кН
1 комбинация
2 комбинация
1
206,88
163,1
2
303,04
314,72
Принимаем для расчета продавливающую силу по 2 комбинации, как большую:
F=2x314,72х2=1258,9кН.
Класс бетона ростверка принимаем В12,5 с Rbt=660МПа, h0p=0,6-0.05=0,55м. Значение коэффициента α принимаем равным 1, так как металлическая колонна не замоноличивается в стакан и часть нагрузки не будет передаваться через стенки стакана.
Значение с1=0,4хh0p=0,4х0,55=0,22м, с2=0,4xh0p=0.4x0.55=0.22м.
Тогда:
,
условие выполняется, принимаем высоту ростверка – 0,6м.
Производим проверку на продавливание угловой сваей:
Рисунок 62 – Схема работы ростверка на продавливание угловой сваей
Проверку проводим по следующей формуле:
.
Здесь Nсвi=300,5кН; h0p=0,55м; b01=0,55м;b02=0,6м; с01=0,2875м, с2=0,4xh0p=0,4x0,55=0,22м; β1=0,91; β2=1,0, тогда:
,
Условие выполняется.
Производим расчет ростверка на изгиб:
Моменты в сечениях определяем по формулам:
Рисунок 63 - Схема к расчету ростверка на изгиб
По величине моментов в каждом сечении определяем площадь рабочей арматуры по формуле (195):
где h0p – рабочая высота каждого сечения, м;
Rs – расчетное сопротивление арматуры, кПа( для арматуры класса А-III периодического профиля диаметром 10-40 мм принимают Rs=365000кПа);
ξ – коэффициент, определяемый по табл.9 [28]. в зависимости от величины αm:
,
где bi – ширина сжатой зоны сечения;
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое для бетона класса В12,5 – 7,5МПа.
Результат расчета сведен в таблицу ниже:
Таблица 28 – Результаты расчета забивных свай по оси И
-
Сечение
Момент, кНм
αm
ξ
h0p
Аs, см2
1-1
102,9
0,030
0,985
0,55
5,2
2-2
131,5
0,095
0,950
0,60
6,25
3-3
57,8
0,050
0,975
0,55
3,0
4-4
86,4
0,098
0,948
0,60
4,2
Принимаем арматуру нижней сетки С-1 в одном направлении 8ø10АIII с площадью Аs= 6,28см2, в другом направлении 4ø12АIII с площадью Аs= 4,52см2.
Таблица 29 - Спецификация
-
Поз.
Обозначение
Наименование
Кол-во
Масса, кг
Примеч.
Сваи железобетонные
ГОСТ 19804-91
С150.30
2
3430
Ростверк монолитный
1
ГОСТ 23279-84
С-1
1
78,6
Детали
1
ГОСТ 5784-82
ø10АIII, l=550
8
27,1
2
ГОСТ 5784-82
ø12АIII, l=1450
4
51,5
Материалы
Бетон В12,5
м3
0,54
Фундамент под колонну по оси М принимаем таким же как для колонны по оси Б.