Пример 18. Расчет осадки свайного куста.

Задание: Для отдельно стоящего свайного куста (пример 16) провести расчет по деформациям.

Решение:

1. Проверка давления под подошвой условного свайного фундамента:

где

;

,

где

;

Рис.21 К расчету свайного куста по деформациям.

кН/м ;

кН;

кН (из примера 16);

где

(по φ= )

2. Расчет осадки условного фундамента:

.

Основание разбиваем на слои (0,2-0,4) =1,5 м.

кПа;

кПа;

кПа;

кПа;

кПа – граница сжимаемой зоны;

кПа;

Пример 19. Расчет ленточного фундамента по материалу.

Задание: Рассчитать ленточный фундамент под стену (пример 8) по материалу. Фундамент состоит из подушек ФЛ 12.24. и блоков ФБС – 24.4.6. Материал фундамента бетон В15 мПа, арматура мПа. На фундамент действует внешняя нагрузка кН/м, кНм (пример 15).

Решение:

Проверяем условия работы фундамента (центрально или внецентренно загружен):

м.

Необходимо учитывать действие момента.

;

кН/м ;

кН, где с=0,4 м (рис.21).

Рис.22 Расчетная схема и армирование плиты фундамента.

Толщина фундаментной плиты устанавливается расчетом на поперечную силу:

м.

Толщина плиты: см.

Необходимо принять толщину плиты h=50 см.

Площадь сечения арматуры: , где ;

;

по таблице 2.12 [Мандриков]=0,985;

При шаге стержней 200 мм по длине блока в 1 м укладывают 7 стержней диаметром 10 мм (прил. 2, [Мандриков] ).

Процент армирования:

.

Проверяем необходимость расчета по наклонным сечениям:

кН.

Условие выполняется, расчет по наклонным сечениям не нужен.

Пример 20. Расчет ленточного ростверка по материалу.

Задание: Рассчитать ленточный ростверк под наружную стену (пример 15) по материалу. Материал фундамента бетон В-15, , арматура А-II, мПа, внешняя нагрузка кН/м, кНм. Шаг свай 0,9 м, расположение – двухрядное.

Решение:

1. Расчет на нагрузки строительного периода.

м;

кНм,

где кНм;

кНм;

кН.

2. Расчет на эксплутационные нагрузки.

Определяем размеры эпюры нагрузки (рис.22)

Рис.23. Расчетная схема и армирование ленточного ростверка.

м

где мПа, мПа,

.

Так как , расчет ведем по схеме 1[Пособ], где м.

Тогда (нагрузка равномерно распределенная)

кНм,

кНм;

кН.

Уточняем высоту ростверка по :

,

где (табл.2.12[Мандриков]) ;

м – условие выполняется и с учетом защитного слоя м.

3. Расчет необходимого количества арматуры в пролете и на опоре.

На опоре:

,

где .(табл.2.12[])

В пролете:

,

где

.

Принимаем конструктивную арматуру диаметром 10 мм – 8 стержней и в пролете и над опорой . Поперечное армирование хомутами диаметром 6мм, шагом 300 мм.

Проверяем на поперечную силу:

кН – условие выполняется.

Пример 21. Расчет отдельно стоящего фундамента по материалу.

Задание: Рассчитать фундамент (пример 7) по материалу. Нагрузки на фундамент , . Сечение колонны . Размеры подошвы фундамента м. Материал фундамента бетон класса В-15, с МПа, МПа, арматура класса А-III с МПа, поперечная класса A-I с МПа.

Решение:

Для колонны сечением размеры типового подколонника м, глубина стакана 0,8 м, размеры стакана , размеры ступеней м, , высота ступеней м.

Проверяем принятые размеры.

Расчетные значения эксцентриситетов:

м, т.е.

м.

Толщина стенок стакана должна быть

м, и не менее 0,15 м.

Проверяем принятые размеры подколонника:

м – верно (1,2 м),

м- верно(1,2 м).

Глубина стакана должна быть не менее: , (т. к. , , где =0,9 м – высота подколонника), принимается глубина стакана 0,8 > 0,6.

Размеры дна стакана понизу:

для данного фундамента 7555 см– поверху, 7050 см– понизу.

Толщина защитного слоя принимается 70 мм, т.к. нет бетонной подготовки под фундамент.

Расчет на продавливание.

Проверяем условие:

;

м – от верха плитной части до низа колонны;

м.

Пирамида продавливания строится от дна стакана.

,

где 3110 кН – расчетная продавливающая сила, – коэффициент условий работы бетона.

м,

где м;

.

Прочность рассматриваемой грани обеспечена. Устанавливаем вынос нижней ступени.

,

где – рабочая высота нижней ступени фундамента – 0,23 м, k – коэффициент по табл. 5.1[ пособ ].

k=3, определен при p=206,3 кПа (среднее давление под подошвой определенное без учета веса грунта);

м (0,45 м – в данном фундаменте).

Проверяем на продавливание.

, где

кН (пример 7),

м,

,

– выполняется.

Минимальные размеры остальных ступеней:

м – выполнено,

м – выполнено,

- для рассчитываемого фундамента –1,8 м.

Расчет на раскалывание

Определяем площадь вертикальных сечений фундамента в плоскостях проходящих по осям сечения колонны:

м ,

;

при ;

прочность на раскалывание определяется из условия:

,

кН.

Рис.24 Армирование фундамента мелкого заложения

Расчет плитной части на изгиб

Изгибающий момент в сечении в направлении l (большего размера)

кНм,

где кПа,

.

Во втором сечении:

кНм,

кПа,

.

По грани подколонника:

м,

,

кПа,

кНм.

По большему значению момента:

,

где принимается равным 0,9 или определяется в зависимости от . Назначаем шаг продольной арматуры 200мм, требуется 16 стержней.

,

назначаем мм, .

Для определения площади арматуры в направлении короткой стороны при используем формулу:

,

где – размеры ступеней и подколонника (2,4м; 1,8м;1,2м) – расчетные сечения,

– среднее давление под подошвой,

кНм,

кНм,

кНм,

,

Площадь одного стержня: .

Принимаем мм, .

Расчет продольной арматуры подколонника.

Расчетный эксцентриситет продольной силы:

м,

где – толщина защитного слоя.

,

где – статический момент коробчатого сечения.

,

м – рабочая высота сечения,

м.

Армируем конструктивно. Минимальная площадь сечения продольной арматуры

не менее 0,05.

Принимаем 4 стержня диаметром 16 класса A-III, .

Расчет поперечной арматуры.

В плоскости x (вдоль стороны l)

м,

кНм,

где – расчетная заделка колонны в стакан м.

,

где – расстояние от плоскости сеток до точки поворота колонны в пределах расчетной высоты стакана. Расстояние между осями сеток не более 200 мм. Принимаем шаг 150 мм.

м.

Принимаем 4 стержня диаметром 12 класса A-I .

Расчет на местное смятие.

,

– выполняется,

армирование подколонника под стаканом не требуется.