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

"

ная масса грунта, залегающего выше отметки заложения фундамента, Т/м3\ у0.п— объемная масса материала конструкции пола подвала, т7м 3-, Н — глубина заложения фундамента от природного уровня грунта или от планировки срезкой до подошвы фундамента, м (рис. 1.2).

Из равенства (I. 2) следует, что величина нормативного давления

» 1,9 кГ/см2 (1,9 • 105 Н/м2).

Из приведенного примера видно, что одно только изменение шири­ ны подошвы фундамента, при прочих равных условиях, привело к из­ менению величины нормативного давления на грунт на 12%.

Следовательно, при данных грунтах через фундамент шириной по­ дошвы 2 м на грунт может быть передана нагрузка, равная 34 Т/м, а через фундамент с шириной подошвы 4 м можно передать нагрузку не 68 Т/м, а на 12% больше, т. е. 76 Т/м.

Отметим, что величина нормативного давления на грунт является характеристикой свойств грунта и ее не следует смешивать с величиной

то это означает, что фактическое давление на грунт от нормативных нагрузок не выходит за пределы пропорциональности.

Поэтому выражение (I. 4) рассматривается как необходимое пред­ варительное условие расчета оснований по второму предельному состо­ янию (по деформациям). Если размеры подошвы фундамента будут определены с учетом величины нормативного давления, вычислен­ ного по выражению (I. 2), -то можно быть уверенным, что общая деформация основания будет следовать закону Гука.

11

В тех случаях, когда необходим расчет фундаментов по устойчивости (несущей способности) грунта основания, считают, что за состояние предельного равновесия можно принять такое состояние, при котором на всем протяжении рассматриваемой поверхности скольжения спра­ ведливо равенство

напряжения по всей поверхности скольжения; с — расчетное удель­ ное сцепление для глинистых грунтов или расчетный параметр линей­ ности для песчаных грунтов.

Для скальных грунтов за нормативное сопротивление принимают временное сопротивление образцов скальной породы на одноосное сжа­ тие в водонасыщенном состоянии.

§3. МАТЕРИАЛ Ы ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Бетоны. Для изготовления или возведения железобетонных фун­ даментов рекомендуется применять бетоны проектных марок по проч­ ности на сжатие: 150, 200, 300.

Значения расчетных сопротивлений бетона при осевом сжатии, сжа­ тии при изгибе и осевом растяжении, используемые при расчетах тела фундаментов по первой группе предельных состояний, приведены в табл. I. 6, а значения нормативных сопротивлений бетона при тех же силовых воздействиях и начальных модулей упругости бетона, знание которых необходимо при расчетах по второй группе предельных состо­ яний, — в табл. I. 7.

Та блица 1.6

Расчетные сопротивления бетона железобетонных .конструкций

П р и м е ч а н и е . При расчете конструкций, прочность Сетона которых не достигла проект­ ной марки, расчетные сопротивления бетона определяются интерполяцией.

14

П р и м е ч а н и е . При расчете конструкций, прочность бетона которых не достигла проектной марки, нормативное сопротивление и модуль упругости бетона определяются интерполяцией.

Величина коэффициента Пуассона, входящего в формулы расчета конструкций на упругом основании, принимается (при отсутствии опытных данных) равным р. = 0,2.

Объемная масса тяжелого вибрированного бетона на гравии или щебне из природного камня принимается равной у = 2400 кг/м8, железобетона при проценте армирования до 3% — 7 = 2500 кг/м3.

Арматура. Для армирования железобетонных фундаментов при­ меняют сталь следующих видов и классов:

стержневую горячекатаную круглую (гладкую) арматуру класса A-I и периодического профиля классов А-П и А-Ш;

обыкновенную арматуру круглую (гладкую) проволоку класса

В-1;

арматурные изделия, поставляемые промышленностью (рулонные и плоские сварные сетки).

Арматуру класса A-I целесообразно применять, главным об­ разом, в качестве монтажной и конструктивной арматуры и для попе­ речных стержней (хомутов) балок. Эта же арматура может находить применение и в случаях, если определенная расчетом площадь сечения арматуры более высоких классов оказывается недопустимо малой.

Арматуру класса В-I рекомендуется применять для изготовления сварных сеток и каркасов, а также для вязаных хомутов балок при ширине их не более 400 мм.

Значения нормативных и расчетных сопротивлений арматуры в за­ висимости от ее класса и условий работы приведены в табл. I. 8.

15

Т а б л и ц а 1.8

Расчетные сопротивления и нормативные модули упругости арматуры

каркасов расчетное сопротивление проволоки принимается как для горячекатаной стали класса A-I.

§ 4. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Железобетонные фундаменты должны быть, как правило, рассчитаны по прочности и по раскрытию трещин, нормальных и наклонных к оси элемента*.

В общем случае подобные расчеты должны быть произведены для всех стадий изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации.

Необходимые для всех расчетов нормативные и расчетные нагрузки и коэффициенты перегрузки принимают (если они не устанавливаются специальным заданием) по главе СНиП П-А. 11—62 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» (впредь до выхода в свет новой редакции этого документа) с учетом требований главы СНиП П-А. 10—71 «Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования». Некоторые коэффициенты перегрузки приведены в табл. 1. 9.

* В конструкциях фундаментов под осью следует понимать линию, прохо­ дящую нормально к рассчитываемому сечению и через его центр тяжести.

16

П р и м е п а н и е. Указанные в скобках значения коэффициентов перегрузки принимаются в тех случаях, когда уменьшение нагрузок от веса строительных конструкций и грунтов вызывает ухудшение работы конструкций.

Расчет элементов конструкций железобетонных фундаментов произ­ водится после того, как определены их габаритные параметры — глубина заложения и размеры подошвы. Ниже приводятся формулы для расчета элементов, выполняемых без предварительного напряже­ ния арматуры. Эти формулы записаны с учетом следующих, свойствен­

б. Стаканная часть фундамента, для расчета которой приведены формулы центрального и внецентренного сжатия, имеет весьма ма­ лую гибкость, исключающую необходимость учета продольного изги­

17

В приведенных выше выражениях принято: N — расчетная нор­ мальная сила, приложенная по оси элемента; F и Fa — площади се­

Фактически устанавливаемая площадь сечения арматуры должна соответствовать проценту армирования не менее чем 0,2 % при бетоне

Эпюра напряжений в сжатой зоне принимается прямоугольной. Работа бетона в растянутой зоне расчетом не учитывается.

Расчет прямоугольных сечений с одиночной арматурой. На основа­ нии сформулированных выше предпосылок условия равновесия — сумма моментов всех сил относительно оси растянутой арматуры и сумма проекций всех сил на горизонтальную ось — имеют соответст­ венно вид (рис. I. 3)

Обозначив х = ah0, на основании двух последних выражений полу­ чим

18

В заключение по найденной таким образом величине а на основании (1. 14) определяют площадь сечения арматуры

19

При этом, как указывалось выше, необходимо соблюдать условия (I. 10) пли одного из равносильных ему условий

а < 0 ,5 5

Л0 < 0,55 (1 — 0,5 • 0,55) = 0,40.

В некоторых случаях (см. ниже) допустимо определять площадь сечения арматуры приближенно, принимая величину плеча внутренней пары г = 0,9/г0. Тогда на основании уравнения равновесия, выражаю­ щего сумму моментов всех сил относительно центра тяжести сжатой зоны, получим

и (I. 16), приведённым выше для прямоугольных сечений с подстановкой в них вместо размера b ши­

Определив по табл. 1. 10 значение а, соответствующее найденной выше

20