Вопрос 11.Классификация железобетонных фундаментов. Отдельные фундаменты. Расчёт центрально и внецентренно нагруженных отдельных фундаментов.
Тип фундамента выбирают в зависимости от конструктивной схемы здания, величины и характера нагрузок, которые передаются на основание, геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком расположении колонн. Могут быть как сборными, так и монолитными
Ленточные – при слабых грунтах и значительных нагрузках, т.е., например, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу. Ленточные фундаменты под стены могут быть и сборными и монолитными, а под ряды колонн только монолитными.
Сплошные устраивают когда несущая способность ленточного фундамента не достаточна или деформации уплотнения превышают допустимые значения. Сплошные плитные фундаменты выполняют монолитными.
Конструирование отдельных фундаментов
Такой фундамент состоит из плитной части и подколонника.
Плитная часть может быть ступенчатой или пирамидальной.
Сборные ф-ты конструируются обычно в виде цельного блока, состоящего из плитной части и подколонника. Размер высоты фундамента обычно назначается кратным 300мм. Рекомендуемая отметка верха сборного фундамента – 0,15м монолитного – в уровне верха – фундаментные балки.
Размеры ступеней плитной части назначают кратными 150мм.
Под монолитными фундаментами выполняют бетонную подготовку толщиной 100мм из тощего бетона. Под сборными – подготовка из средне – зернистого песка 100мм. Класс бетона не ниже В15. Минимальная толщина защитного слоя арматуры принимается равной 40мм. Диаметр арматуры в ф-те подошвы укладываемой вдоль стороны не менее 3м, д.б не менее 10мм при стороне больше 3м – больше 12мм. Стержни арматуры укладываются в обоих направлениях, шаг арматурных стержней назначают 100, 150, 200мм.
Подколонники, если это необходимо по расчету, армируются продольной и поперечной арматурой по принципу армирования колонн.
Ф-ты сборных колонн проектируются со стаканом для защемления колонны.
Глубину стакана Hs принимаем на 50мм больше глубины заделки колонны hз. Стержни сеток располагаются у наружных и внутренних плоскостей стенок. Диаметр стержней назначают не менее ¼ диаметра продольной арматуры и не менее 8мм.
Расчет отдельных фундаментов
При центрально загруженном фундаменте размеры в плане получаются квадратные, при внецентренно загруженном – прямоугольные.
Размеры ф-в в плане определяют из расчета оснований по деформациям при этом должно выполняться условие: , где Р и Рmax среднее и максимально значение давления на грунт соответственно, R расчетное давление грунта, определяемого по нормам.
П ри определении давления по краю внецентренно загруженного фундамента возможны три случая распределения по его подошве.
1.Трапецевидная при ео1/6L
2. Треугольная при ео=1/6L
Расчет оснований по деформациям
Плитную часть отдельного фундамента рассчитывают по прочности – на продавливание по нормальным и наклонным сечениям. Расчетом на продавливание определяют необходимую высоту плитной части, а так же высоту отдельных ее ступеней. Расчет на продавливание производится из условия: , т.е усилие в грунте от действующих нагрузок не должно превышать несущей способности бетона фундамента по пирамиде продавливания. F-расчетное усилие, вызывающее продавливание; определяется без учета веса фундамента и грунта на его обрезах. арифметическое периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания.
Для внецентренно загруженного фундамента величина Um определяется из условия, что нагрузка приходится на крайнюю часть фундамента и в расчет включается только одна грань пирамиды продавливания
Величина расчетного усилия F определяется с учетом площади фундамента, находящейся вне пирамиды продавливания (abcdef).
Где Pg наибольшее краевое давление от подошвы фундамента
Для центрального загруженных фундаментов в работу включается вся пирамида продавливания
За продавливающую силу принимают действующую силу N за вычетом грунта распределенного по нижней площади пирамиды продавливания
После того, как общая высота плитной части ф-та из условий продавливания подобрана высоту отдельных ступеней назначают 300 или 400мм
Вынос нижней ступени так же определяют расчетом на продавливание.
Площадь рабочей арматуры на всю ширину фундамента, рассматривают в нескольких сечениях и принимают большую из полученных результатов.
Ворос 12 Ленточные и плитные фундаменты. Основные положения расчёта. Конструирование.
Ленточные под колонны
Ленточные фундаменты возводят в виде отдельных линий под поперечные или продольные ряды колонн, либо в виде перекрестных линий. Как правило ф-ты имеют Т-вое сечение с расширенным ребром и ребром сверху.
Толщину полки у наружного края назначают не менее 200мм, у ребра – из расчета, чтобы поперечная сила от давления грунта могла быть воспринята бетоном без поперечного армирования. Толщина ребра принимается исходя из размеров, опирающихся нее колонн.
В ысоту ребра назначают из условий жесткости ленточного фундамента, причем жесткость должна быть такой, чтобы под колоннами не возникало резкой концентрации напряжений. Ребра ленточных фундаментов армируют вертикально расположенными сварными или вязаными каркасами.
В верхней части ребра укладывают корытообразные или плоские сетки. Площадь продольной арматуры ребра определяется расчетом, однако, в любом случае должна предусматриваться непрерывная арматура по всей длине фундамента с % армирования 0,2-0,4%. Нижнюю арматуру следует располагать так, чтобы не менее 70% всей арматуры требуемой по расчету располагалась в пределах ширины ребра. Полки ленточных фундаментов армируют сетками целесообразно использовать сетки с рабочими стержнями в 2-ух направлениях.
Расчет ленточных ф-ов по ряды колонн производят в продольном и поперечном направлениях. В результате первого расчета определяют давление на грунт фундамента, изгибающие моменты и поперечные силы в ленте — ребре, по этим данным подбирают продольную и поперечную арматуру ребра. В результате второго уточняют толщину свесов полки и подбирают армирование фундаментной плиты.
Ленточные под стены
Выполняют монолитными или сборными.
Монолитные представляют собой монолитную ленту с прямоугольными размерами подушки и ребра.
С борные фундаменты состоят из блоков подушек и стеновых фундаментных блоков. Арматура ленточных фундаментов укладывается по низу сварными сетками с рабоч или стержнями в поперечном направлении.
Ленточные фундаменты под стены предназначены для распределения давления на грунт только в поперечном направлении.. Распределение нагрузки в продольном направлении обычно обеспечивается самими стержнями. Поэтому и рассчитывают такие ф-ты только в поперечном направлении.
Сплошные плитные фундаменты
Плитные фундаменты выполняют в виде ж/б плоских, ребристых или коробчатых плит.
Фундаменты в виде плоской плиты являются наиболее эффективными. Они отличаются простотой конструкции и технологичностью изготовления. Плоские фундаментные плиты рекомендуются при расстоянии между колоннами до 9 метров и нагрузках на колонны до 10000кН.
Сплошные плитные фундаменты армируют горизонтальными сетками, расположенными в верхней и нижней зонах, и при необходимости вертикальными сетками.
Ребристые плиты принимают при нагрузках более 10000кН и шаге колонн более 9метров.
Ребра устраивают только по рядам колонн, армир-е выполняют аналогично ленточным фундаментам под колонны..
Плиты армируют верх и нижней арматурными сетками.
Полые коробчатые фундаменты обладают большей жесткостью, однако, они требуют большого количества материалов и они сложны в изготовлении. Поэтому применяются только в особых случаях при специальном ТЭ обосновании.
Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?
Центрально нагруженными называют фундаменты, у которых центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находятся на одной вертикали (рис.Ф.9.26,а).
Внецентренно нагруженными называют фундаменты, у которых внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента (рис.Ф.9.26,б).
Рис.Ф.9.26. Центрально (а) и внецентренно (б) нагруженные фундаменты. Эпюры реактивных давлений под подошвой фундаментов при различном эксцентриситете внешней нагрузки |
Для ленточных и столбчатых фундаментов из-за их большой жесткости реактивные (контактные) давления под подошвой принимаются распределенными равномерно у центрально нагруженных фундаментов или изменяющимися по трапецеидальному закону у внецентренно нагруженных фундаментов. В некоторых случаях при большой величине эксцентриситета внешней нагрузки эпюра реактивных давлений может иметь треугольное очертание.
Для характеристики формы эпюры реактивных давлений под подошвой фундамента используется величина относительного эксцентриситета вертикальной нагрузки на фундамент (рис.Ф.9.26).
При e = 0 эпюра реактивных давлений прямоугольная, при e 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах части подошвы, то есть при этом происходит частичный отрыв подошвы от грунта. Последнее состояние допускается только на стадии монтажа строительных конструкций.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Внецентренно нагруженные фундаменты
Внецентренно нагруженные фундаменты — это фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.
Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного фундамента (рис. 3.5) принимается изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения определяются по формулам внецентренного сжатия.
Рис. 3.5. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки
max, min д у
Учитывая, что А = I • b,W = (J-b 2 )/ 6, М = Nn‘l, приходим к более удобному для расчета виду
Nn р .= — max, тт д
где Nn — суммарная вертикальная нагрузка, включая Gfn G- е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы; b — размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.
Двузначную эпюру стараются не допускать, т. к. в этом случае образуется отрыв фундамента от грунта.
Поскольку в случае действия внецентренного нагружения максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента давление допускается принимать на 20 % больше расчетного сопротивления грунта, т. е.
Ртах = 1,2R, ноРср = N^A 5R,
но при этом проверяются условия Р max ’ min A I b
Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?
Центрально нагруженными называют фундаменты, у которых центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находятся на одной вертикали (рис.Ф.9.26,а).
Внецентренно нагруженными называют фундаменты, у которых внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента (рис.Ф.9.26,б).
Рис.Ф.9.26. Центрально (а) и внецентренно (б) нагруженные фундаменты. Эпюры реактивных давлений под подошвой фундаментов при различном эксцентриситете внешней нагрузки
Для ленточных и столбчатых фундаментов из-за их большой жесткости реактивные (контактные) давления под подошвой принимаются распределенными равномерно у центрально нагруженных фундаментов или изменяющимися по трапецеидальному закону у внецентренно нагруженных фундаментов. В некоторых случаях при большой величине эксцентриситета внешней нагрузки эпюра реактивных давлений может иметь треугольное очертание.
Для характеристики формы эпюры реактивных давлений под подошвой фундамента используется величина относительного эксцентриситета вертикальной нагрузки на фундамент (рис.Ф.9.26).
При = 0 эпюра реактивных давлений прямоугольная, при 1/6треугольная с нулевой ординатой в пределах части подошвы, то есть при этом происходит частичный отрыв подошвы от грунта. Последнее состояние допускается только на стадии монтажа строительных конструкций.
Ф.9.27. В чем преимущество фундаментов с анкерами?
Фундаменты с жесткими анкерами применяются при действии значительных моментных нагрузок (крановых, ветровых), что позволяет уменьшить крен и отрыв подошвы (рис.Ф.9.27). В нескальных грунтах в качестве анкеров применяются забивные или буронабивные сваи диаметром 15-20 см и длиной 3-4 м, жестко соединяемые с плитной частью. В скальных грунтах анкеры представляют собой напрягаемые стержнис анкерными болтами.
Рис.Ф.9.27. Фундамент с анкерами: 1 — фундамент; 2 — арматура; 3 — анкеры
Ф.9.28. Как выглядят фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента?
На рис.Ф.9.28,а приведен фрагмент плана сборных фундаментов жилого здания, конструктивно выполненного из плит и фундаментных блоков. Марки плит обозначаются буквами Ф и числами, характеризующими ширину и длину плиты, разделенными точками (например, для оси АФ-14.24).
Плиты армируют одиночными сетками или плоскими арматурными блоками, собираемыми из двух сеток: верхней, имеющей маркировочный индекс К, и нижней С. В качестве рабочей арматуры применяется стержневая горячекатаная арматура из стали класса А-III.
Фундаментные стены выполнены из сплошных блоков марки ФБС. На участке в осях 1-2 часть фундаментной стены выполнена из кирпичной кладки (рис.Ф.9.28,б). В этом случае в месте примыкания кирпичной стены к стене из фундаментных блоков введены арматурные сетки, которые уложены в каждом ряду блоков.
Рис.Ф.9.28.(начало). План ленточных фундаментов и разрезы: 1 — гидроизоляция (обмазка битумом)
Рис.Ф.9.28 (окончание). План ленточных фундаментов и разрезы
В осях 3-4 фундаменты имеют разные отметки заложения. Переход одного участка фундамента к другому осуществлен уступами, отношение высоты к длине которых принимается не менее 1:2 при связных грунтах и 1:3 при песчаных грунтах. Высота уступа принимается равной высоте фундаментного стенового блока или железобетонной плиты, которые при необходимости допускается укладывать на слой тощего бетона.
Для устройства проемов под инженерные коммуникации оставляют проемы длиной не более 0,6 м, которые при необходимости заполняют кирпичной кладкой. При этом лежащий выше блок должен перекрывать проемы (рис.Ф.9.28,б).
На рис.Ф.9.28,б показана раскладка фундамента внешней оси. Как видно из этого рисунка, горизонтальная гидроизоляция устроена в двух уровнях: на расстоянии 10 см выше отмостки и 30 см от подготовки пола подвала. Внешняя поверхность подвальных стен защищена обмазочной изоляцией в два слоя.