Приложение 10 расчет железобетонных ленточных (балочных) ростверков свайных фундаментов под крупнопанельные стены

1. Расчет балочных ростверков крупнопанельных зданий высотой до 12 этажей должен производиться из условия совместной работы ростверка и опирающихся на него стеновых панелей первого этажа (или подвала).

2. Расчет дается только для случая, когда соблюдаются следующие условия:

а) панели стен из тяжелого бетона:

(1)

б) панели стен из легкого бетона:

(2)

где b_р и b_п - ширина соответственно ростверка и панели, м;

Е_р и Е_п - модули упругости материала, тс/см², соответственно ростверка и панели.

3. Балочные ростверки рассчитываются на действие: изгибающего момента и перерезывающей силы, нормальной растягивающий силы, приложенной по верхней грани ростверка над крайними опорами: нормальной сжимающей силы, приложенной по верхней грани ростверка над промежуточными опорами.

Расчет ростверков ведется как железобетонных балок в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций на воздействия, определяемые по пп. 4 - 7 настоящего приложения.

4. Расчет балочных ростверков необходимо выполнять на нагрузку от стеновых панелей р_о и на нагрузку, приложенную непосредственно к ростверку p₁.

Величина нагрузки на ростверк от стеновой панели р_о и протяженность а_о этой нагрузки (рис. 1) определяются по формулам:

р_о =_оk_oq_o,                                                         (3)

(4)

где p_o - расчетная нагрузка на ростверк, тс/м;

0355S10-07573

Рис. 1. Расчетные схемы ростверков

а - многопролетного; б - однопролетного с панелью без проема; в - то же, с проемом

a_o - протяженность нагрузки р_о, м (если стеновая панель опирается на ростверк через плиты перекрытия, то величина a_o увеличивается на толщину перекрытия);

_o - коэффициент, определяемый для однопролетной балки по табл. 1 и зависящий от соотношения геометрических размеров панели и ростверка, проектной марки растворного шва и величины нагрузки, приложенной непосредственно к ростверку (за вычетом собственного веса ростверка и веса панелей перекрытия);

k_о - коэффициент увеличения нагрузки в меньшем пролете ростверка, зависящий от соотношения смежных пролетов, принимаемый:

k_о = 1 при L_р.макс/L_р.мин < 1,5;

k_о = 1,4 при L_р.макс/L_р.мин = 2;

k_о = 1,6 при L_р.макс/L_р.мин = 3;

q_о - вся вышележащая нагрузка, приложенная равномерно - распределенно в уровне верха ростверка (кроме нагрузки p₁);

L_p - расчетный пролет ростверка, определенный по формуле

L_p = 1,05 L_cв;                                                      (5)

L_cв - пролет в свету между сваями (или оголовками), м.

Примечание. Если панели имеют дверные проемы, то на участках опирания панели ростверки рассчитываются на равномерно распределенную нагрузку.

Таблица 1

	Коэффициент о
	p1 < 500 кгс/м				p1 > 650 кгс/м
	hp = 40		hp = 60		hp = 40 см		hp = 60 см
	M100	M4 - 10	M100	M4 - 10	M100	M4 - 10	M100	M4 - 10
0,5	1,9	1,5	1,5	1,1	1,9	1,5	1,5	1,2
1	3,3	2,2	2,5	1,7	4	2,5	3	2
1,6	5	3,3	2,8	2,6	7	4,5	5	3,3
2	7,4	5,2	5,9	4,2	10	7,2	7,8	5,8

Примечания: 1. В таблице приняты следующие обозначения: Н_o - высота панели, м; L_p - расчетная величина пролета ростверка; h_p - высота ростверка, м; М - проектная марка растворного шва.

2. Величина коэффициента _о для промежуточных значений высоты ростверка, нагрузки марки растворного шва и при промежуточных величинах  определяются интерполяцией.

Для балок высотой более 0,6 м (но  0,8 м) значение _о принимается по таблице с коэффициентом 0,8, а для балок менее 0,4 м (но не менее 0,3 м) - как для балок высотой 0,4 м.

5. Нормальная растягивающая и сжимающая сила N_р и N_cж в тс определяются по формулам:

N_р = q_o;                                                            (6)

N_cж = ₁q_o,                                                         (7)

где q_o - значение то же, что и в формуле (3):

 и ₁ - коэффициенты, м, определяемые по табл. 2 в зависимости от отношения  и проектной марки раствора шва.

Таблица 2

Коэффициенты  и ₁

	Коэффициент  для ростверков				Коэффициент 1 при растворе шва марки
	однопролетных при растворе шва марки		многопролетных при растворе шва марки
	M100	M4 - 10	M100	M4 - 10	M100	M4 - 10
0,5	0,37	0,45	0,25	0,4	0,09	0,06
1	0,7	0,9	0,5	0,7	0,18	0,12
1,5	1	1,35	0,75	1,1	0,26	0,18
2	1,25	1,8	1	1,5	0,34	0,24

Примечания: 1. Обозначения L_p и Н_о те же, что и в табл. 1.

2. Величины коэффициентов  и ₁ при промежуточных значениях  определяются интерполяцией.

6. Стеновые панели, опирающиеся на ростверк, следует проверить на местные сжимающие напряжения в местах их контакта с ростверком (над сваями).

Длину зоны контакта а_о можно принимать по формуле (4), пользуясь табличными данными применительно к случаю раствора проектной марки 100.

7. Стеновые панели в нижней зоне необходимо проверить на равнодействующую горизонтальных растягивающих усилий N, тс, по формуле

N = N_б.с - 0,8 N_р(сж),                                            (8)

где N - равнодействующая горизонтальных растягивающих усилий, тс;

N_б.с - горизонтальное усилие, тс, в нижней зоне панели, рассчитанной как балки-стенки пролетом

.

8. Балочные ростверки свайных фундаментов должны выполняться из тяжелых бетонов сборными или монолитными.

9. Расположение монтажных (подъемных) петель в сборных ростверках должно предусматриваться по геометрической оси элементов ростверка с тем, чтобы после укладки плит (панелей) перекрытия петли балок ростверка были бы в шве между плитами перекрытия.

Если стеновая панель устанавливается непосредственно на ростверковую балку, монтажные петли должны быть срезаны заподлицо с верхней плоскостью ростверковой балки.

10. Верхняя поверхность сборных элементов ростверка должна быть ровной и гладкой. Стрела выгиба ростверка не должна превышать 5 мм.

11. В случае, если на ростверк опирается:

панель без проема, то она должна опираться не менее чем на две сваи;

панель с проемом, то под каждым участком панели (при длине участка  3d) необходимо располагать не менее двух свай (где d - размер поперечного сечения сваи);

две панели, то в месте их примыкания необходимо установить сваи.

Пример 1. Требуется рассчитать однопролетный ростверк (рис. 2) при следующих исходных данных: равномерно распределенная нагрузка по верху ростверка от панелей q_о = 25 тс/м; нагрузка, приложенная непосредственно к ростверку, p₁ = 1 тс/м; высота панели H_п = 3 м; длина панели L = 3,35 м; высота ростверка h_p = 0,5 м; пролет ростверка в свету L_св = 2,85 м; толщина панели 12 см; проектная марка растворного шва 100; проектная марка бетона панели 150 и бетона балки 200.

Решение. Находим расчетный пролет

L_p = L_св1,05 = 2,851,05 = 3 м.

Определим отношение . По табл. 1 и 2 находим коэффициенты _o = 3,5 и  = 0,7 м.

Величина нагрузки на ростверк по формуле

р_о =_оk_oq_o = 3,5125 = 87,5 тс/м.

Протяженность нагрузки р_о, т. е. величина а_о по формуле (4), будет равна:

0355S10-07573

Величина нормальной растягивающей силы

N_р = q_o = 0,725 = 17,5 тс.

Величина поперечной силы

Q = (р₁ L_р +p_oa_o) 0,5 = (13 + 87,50,86) 0,5 = 39,1 тс.

Величина опорного момента

0355S10-07573

Суммарный пролетный момент

0355S10-07573

Проверим нижнюю зону панели на растягивающее усилие по формуле (8). Для этого рассчитаем панель как обычную балку-стенку размером 33 м с равномерно распределенной нагрузкой поверху q_о = 25 тс/м, пролетом 0355S10-07573

В результате строим эпюру горизонтальных напряжений в панели для середины пролета (см. рис. 2).

0355S10-07573

Рис. 2. Схема для расчета ростверка

а - фактические нагрузки; б - расчетные нагрузки; в - эпюра горизонтальных напряжений в панели

По эпюре горизонтальных напряжений находим величину N_б.с:

N_б.с = 14,9 тс,

а по формуле (8) - величину N:

N = N_б.с - 0,8 N_р(сж) = 14,9 - 0,817,5 = -0,9 тс.

Принимая во внимание, что высоты растянутых зон в панели, опертой на ростверк, и в панели, не опирающейся на ростверк, будут практически равными, найдем величину растягивающих напряжений _р, соответствующую величине

0355S10-07573

R_p = 6,3 кгс/см² - расчетное сопротивление бетона при марке бетона панели М150 (табл. 13 главы СНиП II-21-75).

Таким образом, прочность панели в растянутой зоне обеспечивается.