Расчет сплошных железобетонных плитных фундаментов под сетку колонн по кинематическому методу предельного равновесия

5.85. Расчет рекомендуют как проверочный для контроля достаточности площади арматуры плитного фундамента по условиям работы в стадии разрушения, выполняют после предварительного выбора марок бетона и арматуры, назначения высоты плиты из условия прочности на продавливание.

5.86. Метод может быть использован в двух вариантах расчета:

первый - при заданной площади арматуры определяется соответствующее максимальное давление на основание из условий работы плиты в стадии разрушения;

второй - при заданном среднем давлении на основание определяется площадь арматуры по условиям работы плиты в стадии разрушения.

5.87. Фундаментную плиту рассматривают как статически неопределимую конструкцию на грунтовом основании, в которой под действием нагрузок от колонн образуются линейные упругопластические шарниры, разделяющие плиту на кинематические звенья. К таким плитам применяют все основные положения расчета железобетонных плит фундаментов по кинематическому методу теории предельного равновесия. В предельном состоянии плиты устанавливается предельное равновесие внешних и внутренних усилий, которые формируются в результате развития упругопластических деформаций в грунте основания и в железобетонной фундаментной конструкции.

5.88. В расчетах плитных фундаментов под сетку колонн возможны две схемы излома при разрушении: перекрестная (рис.45) и полосовая (рис.46).

Рис.45. Среднее поле плитного фундамента каркасного здания с квадратной сеткой колонн

а - перекрестная схема излома при разрушении, б - разрез плитного фундамента

Рис.46. Среднее поле плитного фундамента каркасного здания с неквадратной сеткой колонн

а - полосовая схема излома при разрушении, б - разрез плитного фундамента

5.89. При перекрестной схеме излома, имеющей место в плитном фундаменте каркасного здания с квадратной сеткой, расчет фундамента производится по следующей формуле:

, (214)

где - среднее давление на основание, МПа;

- пролетный момент, Н·м;

- опорный момент, Н·м;

- площадь сечения нижней арматуры, м ;

- площадь сечения арматуры, м ;

- полезная высота фундаментной плиты, м;

- расчетный пролет, соответствующий расстоянию между разбивочными осями, м;

- коэффициент, учитывающий концентрацию реактивных давлений под подколонной частью плиты в зависимости от отношения (табл.74);

- высота плиты, м;

- коэффициент, учитывающий разрушающее действие касательных напряжений по подошве плиты, принимаемый равным нулю для водонасыщенных глинистых грунтов; по табл.74 с коэффициентом 0,5 - для влажных глинистых грунтов и по табл.74 - для остальных грунтов.

Таблица 74

	#G03	5	7	9	11
	1	0,8	0,7	0,67	0,64
	0,08	0,06	0,04	0,02	0,00

5.90. При полосовой схеме излома, характерной для плитных фундаментов с неквадратной сеткой колонн или несущими стенами, расчет плиты производится по формуле

, (215)

где - расчетный пролет, м;

- расстояние между внутренними гранями подколонников, м;

- длина плиты или участка, для которого производится расчет, м.

Остальные обозначения те же, что и в формуле (214).

5.91. При неквадратной сетке колонн расчет арматуры по меньшему пролету производится тоже по формуле (215), при этом за принимается расстояние между внутренними гранями подколонников в направлении меньшей стороны сетки.

5.92. После расчета по кинематическому методу проверяют ширину раскрытия трещин в фундаменте. При необходимости либо увеличивается площадь арматуры, либо уменьшается внешняя нагрузка на фундамент, и расчет повторяется.

5.93. Уменьшение площади арматуры по предлагаемому методу должно быть не более как на 15-20% по сравнению с любым методом, основанным на упругом характере работы железобетона.

Пример

Требуется определить сечение рабочей арматуры и класса А-II ( 270 МПа) плитного фундамента с нагрузкой по сетке колонн 3х4,5 м, лежащего на песчаном основании с 0,3 МПа.

Задаемся соотношением рабочей арматуры 1,8 . По табл.74 для песчаных грунтов при 4,5/0,5=9 находим

0,67 и 0,02. (4,5-1,5) 1,1=3,3 м.

В рассматриваемом случае при неквадратной сетке колонн принимаем полосовую схему излома фундамента по пролету, равному 4,5 м, и выполняем расчет арматуры по формуле (215)

.

Находим 8,48·10 м и 1,5·10 м . Принимаем на 1 м сечения плитного фундамента верхнюю арматуру 5 16 А-II и нижнюю 5 20 A-II.

По пролету 3 м расчет арматуры производим так же по формуле (215), как для полосовой схемы излома плиты.