Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1851

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.97 Mб
Скачать

9. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО ПРОЧНОСТИ

Необходимо провести расчет по прочности плитной части ростверков под железобетонные колонны: на продавливание колонной, продавливание угловой сваей, на изгиб по нормальному и наклонному сечениям.

9.1.Расчет ростверков на продавливание колонной

Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай проводится из условия (51), при этом продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, высота которой равна расстоянию по вертикали от рабочей арматуры плиты до низа колонны, меньшим основанием служит площадь сечения колонны, а боковые грани, проходящие от наружных граней колонны до внутренних граней свай, наклонены к горизонтали под

углом не

менее 45° и не более угла, соответствующего пирамиде с

c 0,4ho

(рис. 18):

 

 

 

2h0Rbt

 

h0

 

 

 

 

h0

 

 

 

 

F

 

 

 

b

c

 

 

h

c ,

(51)

per

 

c

2

 

 

 

 

0

col

 

 

c

2

col

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Fper – расчетная продавливающая сила, равная сумме реакции всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, м, определяется по условию (54); Rbt, – расчетное сопротивление бетона растяжению для железобетонных конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона, кПа; ho – рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана, м; 0 – коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, определяемый по формуле

 

 

0,4R

A

f

 

 

 

 

 

bt

 

 

 

 

0

1

 

 

 

 

0,85,

(52)

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здесь Af площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, м2, вычисляется по формуле

Af=2(bcol+hcol)hanc,

(53)

где bcol,hcol – размеры сечения колонны, м; hanc – глубина заделки колонны в стакан фундамента, м; c1 расстояние от грани колонны с размером bсо1

18

до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, м; с2 – расстояние от грани колонны с размером hcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, м.

Отношение h0 принимается не менее 1 и не более 2,5. ci

При ci h0 ci принимается равным h0; при ci 0,4h0 ci принимается равным 0,4h0.

Рис. 17. Схема образования пирамиды продавливания под железобетонной колонной прямоугольного сечения

Расчет на продавливание колонной внецентренно-нагруженных ростверков проводится по тем же формулам, что и на продавливание цен- трально-нагруженных ростверков. При этом расчетная величина продав-

ливающей силы принимается равной

 

Fper = 2 Fi ,

(54)

19

где Fi – сумма реакций всех свай, расположенных с одной стороны от оси колонны в наиболее нагруженной части ростверка за вычетом реакций свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси колонны.

В этом случае реакции свай подсчитываются от продольной силы и момента, действующих в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка.

При моментах, действующих в поперечном и продольном направлениях, величина Fi определяется в каждом направлении отдельно. В расчет принимается большая из этих величин.

9.2.Расчет ростверков на продавливание угловой сваей

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей проводится из условия

i m

 

Fai Rbth01 ui i ,

(55)

i 1

 

где Fai – расчетная нагрузка на угловую сваю с учетом моментов в двух направлениях, включая влияние местной нагрузки (например, от стенового заполнения),кН; h01 – рабочая высота сечения на проверяемом участке, равная расстоянию от верха свай до верхней горизонтальной грани плиты ростверка или его нижней ступени; ui полусумма оснований i-й боковой грани фигуры продавливания высотой h01, образующейся при продавливании плиты ростверка угловой сваей, м; – коэффициент, определяемый по табл. 7 в зависимости от:

i

 

h1

.

(56)

 

 

 

coi

 

В преобразованном виде формула (55) будет иметь вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

02

 

 

 

 

 

 

c

01

 

 

F

R

bt

h

 

 

1

b

02

 

 

 

 

2

b

01

 

 

 

 

, (57)

 

 

 

 

ai

 

01

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где b01; b02 – расстояния от внутренних граней угловых свай до наружных граней плиты ростверка, м (рис. 12); с0102 – расстояния от внутренних граней угловых свай до ближайших граней подколонника ростверка или до ближайших граней ступени при ступенчатом ростверке, м; 1, 2значения этих коэффициентов принимаются по табл. 7.

Примечания: 1. При h1/c01 и h1/c02, меньшем I, коэффициенты 1и2принимаются соответственно такими же, как и при h01/coi=1, то есть равными 0,6; при этом с01 и с02 принимаются равными h1.

20

2. При h1/c01 и h1/c02,, большем 2,5, коэффициенты 1и 2принимаются равными 1, а величины с01 и c02 равными 0,4h1.

3. В тех случаях, когда угловая свая в ростверках с подколонником по проекту заходит в плане за обе грани подколонника на 50 мм и более, проверка на продавливание плиты ростверка угловой сваей не проводится.

 

 

 

Определение коэффициента i

 

 

Таблица 7

 

 

 

 

 

 

 

 

h01

 

i

 

h01

 

i

 

h01

 

i

 

h01

 

i

 

coi

 

coi

 

coi

 

coi

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0,600

1,4

0,765

1,8

0,887

2,2

0,968

1,05

0,622

1,45

0,782

1,85

0,900

2,25

0,974

1,1

0,645

1,5

0,800

1,9

0,912

2,3

0,980

1,15

0,666

1,55

0,815

1,95

0,920

2,35

0,986

1,2

0,688

1,6

0,832

2

 

0,932

2,4

0,991

1,25

0,709

1,65

0,845

2,05

0,941

2,45

0,996

1,3

0,728

1,7

0,860

2,1

0,951

2,5

1,000

1,35

0,746

1,75

0,875

2,15

0,960

 

 

 

 

Рис.18.Схема продавливания ростверка угловой сваей

9.3. Расчет ростверка на изгиб

21

Расчет прочности ростверков на изгиб проводится в сечениях по граням колонны, а также по наружным граням подколонника ростверка или по граням ступеней ростверка.

Расчетный изгибающий момент для каждого сечения определяется как сумма моментов от реакций свай (от расчетных нагрузок на ростверк) и от местных расчетных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения:

M yi Fixi ,

(58)

Mxi Fi yi,

где Mxi, Myi изгибающие моменты в рассматриваемых сечениях; Fi – расчетная нагрузка на сваю, нормальная к площади подошвы ростверка; xi, уi расстояния от осей свай до рассматриваемого сечения.

Площадь сечения арматуры, параллельной стороне аp , на всю ширину ростверка определяется (рис.19):

в сечении 1 – 1

A

 

My1

,

(59)

 

sy1

 

R vh

 

 

 

s o2

 

в сечении 2 – 2 по грани ступени (подколонника)

A

 

My2

,

(60)

 

sy2

 

R vh

 

 

 

s

01

 

 

где Asу – площадь поперечного сечения арматуры, должна приниматься не менее минимального процента армирования для железобетонных конструкций μ = 0,05 %.

Площадь сечения арматуры, параллельной стороне bp, на всю длину ростверка ( см. рис. 19) определяется:

в сечении 3 – 3

A

 

Mx1

,

(61)

 

sy1

 

R vh

 

 

 

s o2

 

в сечении 4 – 4 по грани ступени (подколонника)

A

 

Mx2

,

(62)

 

sy2

 

Rsvh01

 

где My1,My2 – изгибающие моменты на всю ширину ростверка соответственно в сечениях 1 – 1 и 2 – 2; Мx1, Мx2 изгибающие моменты на всю длину ростверка соответственно в сечениях 3 – 3 и 4 – 4; h02 рабочая высота ростверка в сечениях 1 – 1 и 3 – 3; h01 – рабочая высота ростверка в сечениях 2 – 2 и 4 – 4; Rs – расчетное сопротивление арматуры; v – коэффициент, определяемый по табл. 8 в зависимости от коэффициента , рассчитываемого для:

22

сечения 1 – 1 (см. рис. 13)

 

 

 

 

Mx1

 

 

 

 

 

,

 

(63)

 

R b h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

1

 

02

 

 

 

 

 

 

 

сечения 2 – 2

 

 

 

 

 

 

M x2

 

 

 

 

 

,

 

(64)

 

 

 

R

b

b

p

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечения 3 – 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M y1

 

 

,

 

 

 

(65)

 

 

 

 

R a h

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

1

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечения 4 – 4

My2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(66)

 

 

 

 

 

R a

p

h

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Rb расчетное сопротивление бетона

 

 

 

 

осевому сжатию; аp,bp – размеры подошвы

 

 

 

 

ростверка; а1, b1 размеры сечения стаканной

 

 

 

 

части ростверка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.19. Расчетная схема при

 

 

 

 

 

 

определении арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

подошвы ростверка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

 

 

Значения коэффициента v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

v

0,01

0,995

0,18

 

0,9

 

 

0,314

 

 

 

 

 

 

 

0,805

0,412

0,71

0,02

0,99

0,188

 

0,895

 

 

0,32

 

 

 

 

 

 

 

0,8

0,416

0,705

0,03

0,985

0,196

 

0,89

 

 

0,326

 

 

 

 

 

 

 

0,795

0,42

0,7

0,039

0,98

0,204

 

0,885

 

 

0,332

 

 

 

 

 

 

 

0,79

0,428

0,69

0,049

0,975

0,211

 

0,888

 

 

0,338

 

 

 

 

 

 

 

0,785

0,435

0,68

0,058

0,97

0,219

 

0,885

 

 

0,343

 

 

 

 

 

 

 

0,78

0,442

0,67

0,068

0,965

0,226

 

0,87

 

 

0,349

 

 

 

 

 

 

 

0,775

0,449

0,66

0,077

0,96

0,234

 

0,865

 

 

0,354

 

 

 

 

 

 

 

0,77

0,455

0,65

0,086

0,955

0,241

 

0,86

 

 

0,36

 

 

 

 

 

 

 

0,765

0,461

0,64

0,095

0,95

0,248

 

0,855

 

 

0,365

 

 

 

 

 

 

 

0,76

0,466

0,63

0,104

0,945

0,255

 

0,85

 

 

0,37

 

 

 

 

 

 

 

0,755

0,471

0,62

0,113

0,94

0,262

 

0,845

 

 

0,375

 

 

 

 

 

 

 

0,75

0,476

0,61

0,122

0,935

0,269

 

0,84

 

 

0,38

 

 

 

 

 

 

 

0,745

0,48

0,6

0,13

0,93

0,276

 

0,835

 

 

0,385

 

 

 

 

 

 

 

0,74

0,489

0,575

0,139

0,925

0,282

 

0,83

 

 

0,39

 

 

 

 

 

 

 

0,735

0,495

0,55

0,147

0,92

0,289

 

0,825

 

 

0,394

 

 

 

 

 

 

 

0,73

0,499

0,525

0,156

0,915

0,295

 

0,82

 

 

0,399

 

 

 

 

 

 

 

0,725

0,5

0,5

0,164

0,91

0,302

 

0,815

 

 

0,403

 

 

 

 

 

 

 

0,72

23

0,172

0,905

0,308

0,81

0,407

0,715

Сетки рабочей арматуры следует конструировать в соответствии с требованиями [7].

9.4.Конструктивные рекомендации

1.Проектный класс бетона по прочности на сжатие для ростверков рекомендуется принимать не ниже В-12,5 , В-15. При достаточном обосновании класс бетона может быть повышен до В-20, В-25.

2.Рабочая арматура сеток подошв ростверков принимается класса

АIII.

Минимальный диаметр рабочей арматуры сеток принимается 10 мм вдоль стороны ростверка aр ≤ 3 м и 12 мм при aр > 3 м.

10.ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЕКТА И ЕГО ТРУДОЕМКОСТЬ

Проект (работа) по дисциплине "Основания и фундаменты" состоит из пояснительной записки и чертежей. Пояснительная записка должна соответствовать методическим указаниям по наименованию разделов и их содержанию. Макеты обязательных чертежей приведены в прил. 5.

В процессе курсового проектирования студент отчитывается перед преподавателем по объему выполнения проекта (табл. 9).

 

 

Таблица 9

 

Трудоемкость выполнения курсового проекта (работы)

 

 

 

Этап выполнения

% выполнения

этапа

 

 

 

 

 

 

Оценка грунтов основания

5

 

Сбор действующих нагрузок

5

1

Определение глубины заложения ростверка и длины сваи

5

Определение несущей способности сваи по сопротивлению

15

 

грунта

 

 

Определение количества свай

15

 

 

 

2

Расчет конечной осадки свайного фундамента

20

 

 

 

3

Подбор марки сваи

10

 

 

 

4

Расчет ростверка по прочности

15

 

 

 

24

5

Оформление проекта

10

 

 

 

Библиографический список

1.СНиП 2.02.01 – 83*. Основания зданий и сооружений. 2.СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия. 3.СНиП 23–01 –99. Строительная климатология. 4.СНиП 2.02.03 – 85. Свайные фундаменты.

5.СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. 6.СНиП 2.03.01 – 84. Бетонные и железобетонные конструкции. 7.Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01 – 84). –

М., 1985.

8.Типовой проект серия: 1.011.1–10.1– Сваи железобетонные призматические сплошного сечения.

9.Геологическое картирование: Методические указания к лабораторной работе / Сост. О.В.Тюменцева. – Омск: Изд-во СибАДИ, 1994. – 40 с.

25

 

 

Физико-механические характеристики грунтов

 

Приложение 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

т/м

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

3

 

L

 

 

 

е

Г

 

/

 

 

 

т/м

s

 

 

 

 

 

I

 

Номерслоя

 

Плотностьгрунта, ρ

,

ПрироднаявлажностьW,

Границатекучести, W

Границараскатывания, W

пластичностиЧисло , J

Показательтекучести, J

Коэффициентпористости,

Степеньвлажности, S

Удельноесцепление с

внутреннегоУгол трения , град

Модульдеформации E,МПа

 

частицПлотностьгрунта

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кПа

 

 

 

Разновидность

 

 

 

 

P

P

L

 

 

,

 

 

 

грунта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Почвенно-

1,60

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

растительный

1,62

 

слой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Суглинок

1,96

2,68

0,25

0,31

0,18

0,13

0,54

0,69

0,96

15

17

5,0

 

 

1,97

 

 

 

 

 

 

 

 

17

19

 

3

Супесь

1,65

2,69

0,21

0,23

0,17

0,06

0,67

0,75

0,75

7

24

8,0

1,73

10

25

4

Суглинок

1,97

2,70

0,22

0,26

0,17

0,09

0,56

0,64

0,92

12

19

6,0

 

 

1,98

 

 

 

 

 

 

 

 

14

20

 

5

Суглинок

1,92

2,68

0,23

0,27

0,17

0,10

0,56

0,69

0,89

8

21

3,0

 

 

1,95

 

 

 

 

 

 

 

 

10

22

 

6

Суглинок

1,90

2,68

0,27

0,29

0,18

0,11

0,84

0,75

0,96

5

20

2,0

 

 

1,92

 

 

 

 

 

 

 

 

7

21

 

7

Суглинок

1,96

2,68

0,25

0,34

0,21

0,13

0,30

0,71

0,94

19

20

7,0

1,97

20

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Супесь

1,86

2,66

0,20

0,22

0,16

0,06

0,67

0,45

0,99

6

23

6,5

 

 

1,87

 

 

 

 

 

 

 

 

8

24

 

9

Суглинок

1,94

2,71

0,27

0,38

0,22

0,16

0,31

0,78

0,92

21

18

10,0

 

 

1,96

 

 

 

 

 

 

 

 

23

19

 

10

Песок мелкий

1,78

2,66

0,26

-

-

-

-

0,69

1,0

-

27

20,0

1,84

30

11

Песок средний

1,79

2,66

0,24

-

-

-

-

0,64

1,0

-

32

25,0

 

 

1,87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

12

Глина

1,89

2,73

0,32

0,66

0,33

0,33

-0,03

0,88

0,99

58

6

30,0

 

 

1,90

 

 

 

 

 

 

 

 

62

7

 

13

Суглинок

1,77

2,68

0,08

0,23

0,14

0,09

<0

0,61

0,48

23

17

12,0

 

 

1,79

 

 

 

 

 

 

 

 

28

18

 

14

Суглинок

1,97

2,68

0,22

0,28

0,18

0,10

0,40

0,66

0,91

7

18

14,0

1,97

12

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Глина

1,92

2,73

0,30

0,60

0,31

0,29

<0

0,83

0,98

66

13

25,0

 

 

1,92

 

 

 

 

 

 

 

 

72

14

 

26

Окончание прил. 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

16

Суглинок

1,98

2,68

0,26

0,38

0,21

0,17

0,29

0,68

0,99

28

17

12,0

 

 

1,97

 

 

 

 

 

 

 

 

32

19

 

17

Песок мелкий

1,79

2,67

0,18

-

-

-

-

0,76

1,00

-

27

18,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

18

Супесь

1,95

2,69

0,17

0,20

0,14

0,06

0,50

0,57

0,79

14

27

18,0

 

 

1,97

 

 

 

 

 

 

 

 

16

28

 

19

Супесь

1,63

2,67

0,05

0,19

0,13

0,06

<0

0,65

0,20

21

27

16

 

 

1,64

 

 

 

 

 

 

 

 

23

28

(3)

20

Суглинок

2,00

2,68

0,22

0,35

0,20

0,15

0,13

0,61

0,97

34

17

15,0

 

 

2,01

 

 

 

 

 

 

 

 

39

18

 

21

Глина

2,00

2,70

0,23

0,45

0,21

0,24

0,08

0,65

0,96

57

9

26,0

 

 

2,01

 

 

 

 

 

 

 

 

63

11

 

22

Супесь

2,02

2,66

0,16

0,20

0,14

0,06

0,32

0,50

0,82

2

25

12,0

2,03

8

26

23

Глина

1,98

2,73

0,26

0,54

0,25

0,29

0,03

0,71

0,99

59

9

24,0

2,00

64

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

Суглинок

1,92

2,68

0,25

0,36

0,21

0,15

0,29

0,68

0,98

29

17

18

 

 

1,99

 

 

 

 

 

 

 

 

34

18

 

25

Суглинок

1,96

2,68

0,23

0,28

0,15

0,13

0,55

0,62

0,97

9

16

7,0

 

 

1,97

 

 

 

 

 

 

 

 

11

17

 

26

Глина

1,92

2,73

0,29

0,53

0,28

0,25

0,04

0,82

0,99

43

11

12,0

 

 

1,93

 

 

 

 

 

 

 

 

47

12

 

27

Суглинок

1,90

2,72

0,25

0,33

0,20

0,13

0,38

0,67

0,99

7

22

6,5

 

 

1,91

 

 

 

 

 

 

 

 

12

24

 

27

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]