книги из ГПНТБ / Кальницкий, А. А. Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений учебное пособие

носительно оси, проходящей через середину фундаментной балки. Задача определения ширины подошвы решается, как обычно, ме­

тодом постепенного приближения. Целью такого расчета является

* Подразумевается, что нагрузка расположена по длине ленты фундамента симметрично относительно оси ее поперечного сечения.

101

определить изгибающие моменты н поперечные силы, возникающие в сечениях конструкции, расположенных под колоннами и в середине

между ними.

Для вычисления значений изгибающих моментов можно восполь­

где д,] t_ момент на всю ширину фундамента Ьав сечении, удаленном на расстоянии х от края его, где ордината трапециевидной эпюры реак­

тивного давления грунта является минимальной, т. е. равна pmiI1. Величину этой ординаты определяют по той же формуле IV. 3, но с подстановкой в нее расчетных значений, действующих на верхний обрез фундаментной ленты усилий. С учетом этого получим •

где 2 Р ог — сумма всех расчетных сосредоточенных сил, входящих в вы­

ЛЕНТОЧНЫХ БАЛОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Ленточные балочные фундаменты для развития площади подошвы про­ ектируют тавровыми с нижним расположением полки. Последнее при толщине до 25 см проектируют с постоянной по величине высотой, т. е. без скосов, при большей толщине — со скосами, но так, чтобы вы­ сота полок на их концах была бы не менее 15—20 см.

Ребра ленточных фундаментов обычно имеют на своих концах кон­ сольные выступы (рис. IV. 1, б), вылет которых назначается таким, чтобы напряжение в грунте под ними существенно не превышало ве­ личину давления на грунт в средних участках балки. Однако, уве­ личивая размеры консольного вылета ребер, следует, во избежание чрезмерного увеличения изгибающих моментов под крайними колон­ нами, соблюдать определенную меру.

102

Для повышения жесткости ленточных фундаментов, поперечное сечение их подбирают при относительно низких процентах армирования (процент армирования продольной арматуры ребер лежит обычно в пределах 0,6—1,2%, а для арматуры полок'— 0,15—0,3%). Однако количество верхней и нижней продольной арматуры в любом сечении балки должно быть не менее 0,2—0,4% с каждой ее стороны, а диаметр рабочей арматуры, устанавливаемой в полках, не менее 10 мм и в реб­ рах — не менее 14 мм*.

Для работы в продольном направлении ленточные фундаменты армируются вязаными или, что более индустриально, сварными плоскими или пространственными каркасами, устанавливаемыми в пределах ребер балок. В ряде случаев не более 1/3 нижней продоль­ ной арматуры целесообразно устанавливать внизу по всей ширине полки, что позволяет добиться большей унификации арматурных каркасов ребер. В сечение нижней арматуры ребер, работающей в продольном направлении лент, следует включать и продольную ар­ матуру сеток и каркасов, установленных для работы в консольных вы­ ступах.

Армирование ребер балок осуществляется по обычным правилам конструирования железобетонных балок, регламентированными СНиПом [4 ]. Следует лишь учитывать некоторые специфические требования, вытекающие из условий возведения и работы фундамен­ тов (к ним в основном относятся требования, связанные с необходи­ мостью увеличения защитного слоя и для обеспечения возможности применения бетонов с более крупным заполнителем — увеличение минимального расстояния между стержнями до 100 мм).

При армировании ребер вязаными каркасами хомуты проектируют замкнутыми и при ширине ребер b <. 40 см должны быть двухветве-

менее двух, трех и четырех штук.

Диаметр и шаг хомутов (поперечных стержней) при невыполнении условия (I. 27) устанавливают по расчету, а при сварных каркасах — соответственно требованиям табл. 9.5 [8]. Однако при всех условиях диаметр поперечной арматуры должен быть не менее 8 мм, а шаг со­ ответствовать данным, приведенным в гл. I.

Для укрепления сварных плоских каркасов в поперечном на­ правлении рекомендуется устанавливать над ними сварные сетки, располагаемые в продольном направлении ребер. Эти сетки могут быть корытообразными или плоскими с поперечными стержнями, имеющи­ ми на своих концах крюки (рис. IV. 4). Диаметр продольной арма­ туры этих ееток 5—8 мм, поперечной 6—12 мм; шаг поперечной ар­ матуры — 4—6 шт. на 1 м длины ребер.

* Приведенные выше проценты армирования относятся соответственно к площади поперечного сечения ребер балок и полок в месте примыкания послед­ них к ребрам.

103

Полки ленточных фундаментов армируются сварными сетками или вязаными каркасами с рабочей арматурой, расположенной в обоих направлениях. При этом арматура, расположенная поперек ребер является в соответствии с характером статической работы консоль­ ных выступов рабочей для полок, а продольная включается в общую

£— 5

X)

6)

6 ) г ) д)

Рис. IV.4. Армирование ленточных фундаментов под ряд колонн:

/ <75, д — верхних сеток)

величину нижней арматуры ребер. При отсутствии широких сеток полки армируются двумя рядами узких сеток (рис. IV. 4,а). В нижнем ряду сетки или каркасы укладывают без нахлестки и имеют рабочую арматуру, расположенную поперек ребер (рис. IV. 4, в). Сетки верх­ него ряда стыкуются только в продольном направлении — внахлест­ ку без сварки, а рабочая арматура их укладывается в направлении ребер. При длине консольных уширений более 75 см половину рабочей арматуры полок разрешается не доводить до их края на расстояние

Рассмотренные приемы армирования полок балочных фундаментов схематически показаны на рис. IV. 4, а — д.

§ 14. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ЛЕНТОЧНЫХ БАЛОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Если решено, что балочный фундамент будет рассчитываться по ли­ нейной эпюре давления на грунт, то может быть рекомендован сле­ дующий порядок расчета.

104

а. Определение размеров подошвы фундамента. По выражению (IV. 4) строится эпюра давлений на грунт и по выражению (IV. 5) предварительно определяется ширина подошвы фундамента.

грунта основания. Производится расчет средней осадки фундамента по оси, проходящей чер’ез центр тяжести подошвы фундамента. При наличии действия моментов проверяются краевые давления на грунт и производится расчет крена в продольном и поперечном направле­ ниях по методике, изложенной в гл. III.

в. Расчет тела фундамента по первому предельному состоянию. Определяют поперечные силы и изгибающие моменты, действующие в теле фундамента по выражениям (IV. 6) и (IV. 8). В продольном на- ■правлении расчет производят на всю длину балки. В поперечном направлении производят расчет каждого сечения на единицу длины балки, аналогично с расчетом одиночных фундаментов.

§ 15. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД СТЕНЫ

В основу расчета стеновых фундаментов положена предпосылка, что несущая стена передает на весь фундамент нагрузку, равномерно рас­ пределенную по длине стены. Кроме того, предполагается, что фун­ дамент достаточно жесткий как по длине стены, так и в поперечном направлении.

Исходя их этих предпосылок, расчет стенового фундамента мо­ жет рассматриваться как плоская задача, т. е. решаться на единицу его длины.

Размеры подошвы фундамента в поперечном направлении опреде­ ляют из выражения

уширениях фундамента, Т/м; Н — глубина заложения фундамента от природного рельефа при планировке подсыпкой и от планировоч­ ной отметки при планировке срезкой, м\ R н — нормативное давление*

* Для предварительного назначения размера Ьп рекомендуется пользовать­ ся формулой (V.2).

105

на грунт на уровне подошвы фундамента, Т/м2\ Tfcp — усредненная объемная масса конструкции фундамента и грунта на его консольных ушнрениях, принимаемая, как правило, равной 2,2 т/м3.

В тех случаях, когда кроме нормальной центральной нагрузки фундамент подвержен в поперечном направлении действию горизон­ тальных сил и изгибающих моментов, необходимо определить ве­ личины краевых давлений на грунт по выражению

(IV .10)

где рп,ах, Pmin — значения краевых давлений на грунт, Т/м2\ е0— эк­ сцентриситет приложения внешних сил на уровне обреза фундамента

внаправлении Ь„, м; остальные обозначения те же, что и в (IV. 9). Обычно в зданиях с несущими стенами, эксцентриситеты приложе­

ния внешних сил невелики и размеры фундамента, принятые по вы­

ночных фундаментов.

Расчет ленточных стеновых фундаментов сохраняется общим с

длины. Как показывают расчеты, задачу можно считать плоской уже при отношении длины всего фундамента к его ширине более 7.

Порядок расчета также остается таким же, как и для одиночных фундаментов. Сначала определяют размеры подошвы фундамента и проверяют величину нормативного давления на грунт. Далее про­ изводят расчет по деформациям грунта основания на нормативные на­ грузки, после чего переходят к расчету тела фундамента на расчет­ ные нагрузки.

§ 16. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД СТЕНЫ

Стеновые фундаменты можно проектировать как монолитными, так и сборными из отдельных блоков.

Сборные стеновые ленточные фундаменты состоят из фундаментных блоков-подушек и фундаментных стеновых блоков, изготавливаемых в заводских или полигонных условиях (рис. IV. 5).

Фундаментные блоки-подушки изготавливают в основном сплошны­ ми (полнотелыми). Другие разновидности этих конструкций — реб­ ристые, пустотелые и решетчатые блоки (рис. IV. 5) — не нашли до сих пор широкого распространения, так как несмотря на неко­ торую экономию стали они не оказались конкурентноспособными с

106

готавливают пустотелыми и сплошными. Если ширина их равна или больше установленной расчетом ширины подошвы ленточного фун­ дамента, то стеновые блоки можно применять взамен блоков-подушек.

Фундаментные блоки-подушки или заменяющие их фундамент­ ные стеновые блоки можно укладывать вплотную, образуя сплошной ленточный фундамент (рис. IV. 6, а) или с промежутками

(рис. IV. 6, б).

Р и с . I V . 6. С б о р н ы е ф у н д а м е н т ы п о д стены :

а — сплошные; б — прерывистые; 1 — блокн-подушки; 2 — стеновые блоки; 3 — стева; 4 — армированный шов

107

Блоки-подушки изготавливают как бетонными, так и железобе­ тонными — из обыкновенного (тяжелого) бетона с обычной армату­ рой (в перспективе переход к более эффективному армированию предварительно напряженной арматурой). В первом случае им при-

Р и с . I V . 7. О б о з н а ч е н и е р а з м е р о в на с т а н д а р т н ы х б л о к а х - п о д у ш к а х

дается прямоугольное, а во втором — трапециевидное сечение с минимальной высотой по краям 10 см. Расход арматуры в железо­ бетонных фундаментных блоках лежит обычно в пределах 15—25 кг!м3

Вид В

в зависимости от степени долговечности сооружения и вида грунта официальными указаниями.

108

§ 17. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТНЫХ БЛОКОВ-ПОДУШЕК

Длина блоков-подушек лимитируется возможностью их транспорти­ ровки и не превосходит, как правило, 2,4 м.

При такой относительно небольшой длине их и равномерном вдоль оси ленточного фундамента характере нагрузки, работой блоковподушек в продольном направлении вполне возможно пренебречь.

Таким образом, расчет' блоков-подушек производится только в поперечном направлении (случай, близкий к плоской деформации) и состоит из определения ширины подошвы фундамента и расчета тела фундамента (расчета консольных уступов, выступающих за лицо сте­ ны по сечениям, нормальным и наклонным к их оси).

В гл. V показано, что нелинейностью общей работы ленточных фун­ даментов на изгиб в поперечном направлении можно, как правило, пренебречь. Это обстоятельство в полной мере относится и к фунда­ ментным блокам-подушкам, вследствие чего расчет их можно произво­ дить, исходя из линейной эпюры реактивного давления грунта основа­

исуммарная сила ЕР" определяются на единицу длины блоков.

Внекоторых случаях при определении ширины блоков-подушек целесообразно исходить не только из величины R", но и задаваться определенным соотношением краевых давлений К = Ртах-Ршы- В этом случае можно воспользоваться выражением*

где R " — нормативное давление на грунт, определяемое по реко­ мендациям, сделанным к формуле (V. 2).

Рабочую высоту сборных ленточных фундаментов подбирают так, чтобы отсутствовала необходимость в установке поперечной армату­ ры. Согласно (I. 27) это требование выполняется при соблюдении усло­ вия (рис. IV. 9, а)

109

Р и с . I V . 9. К п р и м е р у р а сч ет а с б о р н о г о ф у н д а м е н т а п о д с т е н у :

<з — общий вил фундамента; 6 — план блока-подушкн; в — поперечный разрез; г — план арматуры; 1, 2 — рабочая арматура; 3 — монтажная арматура; 4 — монтажные петли

по