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

вес башни, стоек колоннады и оросителя; S" и SjJ — продольные

усилия от нормативной ветровой нагрузки на единицу длины верха стены фундамента соответственно сжатия и растяжения; G^ax и G“iin —

нормативная нагрузка от веса фундамента и расположенных на нем конструкций и грунта соответственно с учетом и без учета воды над днищем бассейна; b — ширина фундамента (кольца).

Определенные по выражениям (VI. 54) значения величин давления на грунт должны удовлетворять следующим двум условиям:

выражению (VI. 49) соответственно с учетом и без учета воды над днищем бассейна.

В заключение расчета основания необходимо определить вели­ чину осадки фундамента, а также проверить по (VI.38), удовлетво­ ряют ли полученные выше размеры условию предельного крена, и

рассматриваемого здесь фундамента сводится к определению площади сечения арматуры, устанавливаемой в растянутых зонах плиты, и про­

Эти консоли (уступы) рассчитывают на две противоположные по знаку нагрузки — реактивное давление р' грунта и подобранные в соответствующем сочетании вертикальные нагрузки (вес уступа и расположенных на нем конструкций, грунта, а при необходимости и воды). Площадь сечения арматуры определяют по разности получен­ ных таким образом изгибающих моментов.

Расчет арматуры следует производить на такое сочетание уси­ лий, при котором площадь сечения ее получается наибольшей. Под­ бор этих сочетаний зависит от уступа, в котором располагается арматура, и от положения ее внизу или наверху фундаментной плиты.

Расчет нижней арматуры следует, как очевидно, произвести на сочетание усилий, вызывающих наибольшее растяжение нижних фибр фундаментной плиты. Соответственно этому в первое сочетание дол­ жны входить максимально возможные расчетные усилия от реактив­ ного давления грунта на подошву фундамента и минимально возмож­ ные усилия от нагрузки над уступами, где располагается рассчитыва­ емая арматура.

В соответствии с этим все нагрузки, расположенные над консоль­ ными выступами, где находится рассчитываемая (нижняя) арма­

244

тура, должны подсчитываться по пониженным значениям коэффи­ циентов перегрузки, а все другие — по обычным*.

Второе сочетание усилий предназначено для расчета верхней ар­ матуры и должно поэтому отражать случай работы фундаментной плиты, при котором верхние фибры ее будут наиболее растянутыми.

В данном сочетании все расчетные усилия от нагрузок, располо­ женных над уступами, где находится рассчитываемая арматура, дол­ жны подсчитываться по обычным коэффициентам перегрузки, а реак-

Рис. VI. 11. К расчету арматуры консольных выступов плиты фундамента:

а — определение усилий для расчета нижней арматуры; б —то же, для расчета верх­ ней арматуры

тивное давление грунта на подошву фундамента, возникающее от других нагрузок,— исходя из пониженных значений этих коэффи­ циентов.

По методике института «Теплоэлекропроект» определение усилий, соответствующих указанным выше двум сочетаниям, производится

,( S f n — S™,n) cos (y — Д) + Gmln cos Д

отнесены коэффициенты перегрузки, принимаемые в расчетах, когда уменьше­ ние нагрузок вызывает ухудшение работы конструкции (в данном случае ухудше­ ние работы консольных выступов и увеличение тем самым площади сечения ар­ матуры). Значения этих коэффициентов соответственно равны: па = 0,8 и лп= = 0,9. Кроме того, для учета возможного понижения уровня воды в бассейне определение веса ее следует в необходимых случаях производить с коэффициен­ том Пу = 0,9.

246

В приведенных выше'выражениях усилиями, не зависящими от того, какая плита рассчитывается, являются: S™ax — расчетное уси­

лие на единицу длины верха стены фундамента от собственного веса башни с учетом веса оросителя; усилия подсчитываются при обычном коэффициенте перегрузки пп = 1,1; S™ln— то же, но без учета веса

оросителя и пониженном значении коэффициента перегрузки пп= 0,9; $тах — сжимающее усилие на единицу длины верха стены фундамента

от расчетной ветровой нагрузки, подсчитанной при обычном коэффи­ циенте перегрузки пь — 1,3; S™in — то же, но при растяжении стены

фундамента; в выражение (VI. 57) подставляется абсолютное значение этого усилия.

Усилия от вертикальных нагрузок зависят от того, какая из частей фундаментной плиты рассчитывается. Под величиной их следует понимать: Gmax — расчетное суммарное усилие на единицу длины по-' дошвы фундамента от собственного веса его и расположенного над ним грунта, веса бетонной подготовки и днища бассейна, а при расчете наружной плиты также и веса воды; усилия подсчитываются при обыч­ ных коэффициентах перегрузки; Gmin — то же, расчетное усилие, но определяемое без веса воды над днищем бассейна при расчете внутрен­ ней части фундаментной плиты; усилия определяют при пониженных значениях коэффициентов перегрузки; b — ширина кольца фунда­ мента.

Как указывалось выше, изгибающие моменты в консольных вы­ ступах фундаментов, необходимые для определения площади сечения арматуры, вычисляют по нагрузке, равной разности между реактивным давлением грунта на подошву фундамента и вертикальным давлением на уступы от собственного веса конструкций, веса грунта, а при необ­ ходимости и воды над днищем бассейна (разумеется, что все усилия должны принадлежать к одному и при этом наиболее невыгодному сочетанию для расчета данной арматуры)*.

Указанные выше вертикальные нагрузки подсчитывают по величине их на конце и в месте заделки консольных выступов в стену фундамен­ та, исходя из того или иного сочетания усилий. На промежуточных участках консольных выступов нагрузка приближенно считается изменяющейся по линейному закону (рис. VI. 11).

В соответствии с этим вертикальная нагрузка, необходимая для определения положительных моментов и дальнейшего расчета ниж­

* Учитывая относительно небольшой наклон подошвы фундамента, несовпа­ дением направлений этих двух нагрузок с вполне достаточной для практических целен точностью можно пренебречь. По тем же причинам расчетный вылет кон­ солей при определении изгибающих моментов и поперечных сил допустимо при­ нимать для нагрузок обоих направлений одинаковым, равным длине их осевой линии.

** Под положительными понимаются моменты, вызывающие растяжение нижних, а под отрицательными — верхних фибр фундаментной плиты.

246

ниях 2—2, 3—3 и 4—4. При этом определение расчетных нагрузок производится по обычным коэффициентам перегрузки (см. выше).

Нагрузки g[ и g'2, необходимые для определения отрицательных

моментов и последующего расчета верхней арматуры наружного усту­ па, определяют по расчетному весу грунта и конструкций, располо­ женных, соответственно, в сечениях 1— 1 и 2— 2 (рис. VI. 12), но исхо­ дя из пониженных значений коэффициентов перегрузки.

Расчетные нагрузки g'z и g'4 (рис. VI. 11), определяемые для по­

следующего расчета верхней арматуры внутренней плиты, подсчи­ тывают также по пониженным значениям коэффициентов перегрузки . Они включают в себя вес конструкций, грунта и воды, расположенных в сечениях •3'—3' и 4'—4' (рис. VI. 12).

На рис. VI. 11 в схематическом виде приведены нагрузки (в том числе и реактивное давление грунта), действующие на уступы фун­ даментной плиты в указанных выше сочетаниях. На рис. VI. 11, а показаны нагрузкиgv g2,p'Hmaxиg s, g4, р 'н тах, по которым определяют

изгибающие моменты для расчета нижней арматуры, соответственно, наружного и внутреннего уступов. Моменты, необходимые для опре­ деления площади сечения верхней арматуры, вычисляют по нагрузкам, показанным на рис. VI. 11, б (g[, g'2, и ра mln для арматуры, распо­

ложенной в наружном и g'y g\, и р 'н mln — внутреннем уступах пли­

ты фундамента).

После вычисления значений реактивного давления грунта и нахо­ дящихся в том же сочетании усилий от вертикальных нагрузок опре­ деление изгибающих моментов и поперечных сил, равно как и даль­ нейшие расчеты,, производят обычным путем.

247.

Изложенный выше ход расчета кольцевого фундамента поясня­

стали класса А-П.

Определение величины нормативного давления на основание. Приведенную глубину заложения внутренней кромки подошвы фун­ дамента определяют по выражению (VI. 50) (рис. VI. 12):

при отсутствии воды над днищем бассейна

Соответствующее этим условиям нормативное давление на основанне при ширине кольца b — 4,4 м согласно (VI. 49) равно:

при отсутствии воды над днищем бассейна

= ^0,47 • 4,4 + 2,89 2 • 2’6° + 1.~.81 1,85 + 5,48 • 1,1 =

= 22,3 Г/At2 (22,3 ■104 Н/мг);

при наличии воды

£» = ^0,47 • 4,4 + 2,89 2 ' 2,6°з+ 2,65 j 1,85 + 5,48 • 1,1 =

= 23,8 Т/м2 (23,8 • 104 Н/ма).

Определение угла наклона подошвы фундамента. Передающиеся на 1 At верха стены фундамента нормативные и расчетные нагрузки от собственного веса башни с колоннадой с учетом и без учета нагрузки от оросителя, а ‘также усилия от давления ветра на башню для III района приведены, минуя промежуточные вычисления, в табл. VI. 3.

* Нагрузки, действующие на фундаментное кольцо, и его размеры заимство­ ваны из аналогичного расчета типовой градирни с площадью орошения 4000 At*, выполненного Ленинградским отделением «Теплоэлектропроекта* (1963 г.).

248

Т а б л и ц а VI.3

Нагрузки на фундамент башни

В табл. VI. 4 произведен подсчет нагрузок от веса фундамента и грунта на его уступах, днища бассейна с расположенной на нем водой и моментов от этих нагрузок относительно вертикальной оси фун­ дамента (см. рис. VI. 12).

В соответствии с предпосылками, изложенными выше, величину угла наклона подошвы фундамента определяют по формуле (VI. 53).

249

Расчет основания. При следующих значениях тригонометрических функций cosA = cos 13° 29' = 0,972; cos (у—Д ) = cos(18 °33' —

— 13°29/) = 0,996 по выражениям (VI. 54) получим

Дальнейший расчет основания должен включать в себя определение величины осадки фундамента и его крена. Так как аналогичные рас­

ментной плиты, подсчитывают в определенных сочетаниях согласно соображениям, приведенным выше.

В соответствии с этим реактивное давление грунта, действующее на подошву фундамента согласно (VI. 56) и (VI. 57), составляет при расчете наружного уступа и соответственно нижней и верхней арма­

251

то же, но для расчета верхней арматуры (собирается с тех же сечений, но подсчитывается при пониженных коэффициентах перегрузки)

*1 = 2,3-1,85-0,8 + (0 ,2 -2 ,5 + 0 ,1 .2,2)0,9 = 4,1 Т/м2(4 ,Ь 104 Н/м2);

g'2 = 2,3-1,85-0,8 + (0,58-2,5 + 0,1 -2,2)0,9 = 4,9 Т/м2 (4,9-104 Н/м2),

для расчета нижней арматуры внутренней плиты (собирается с сечений 3— 3 и 4—4) (рис. VI. 12)

g 3 = 0,45-1,85-1,2 + [2-0,1 -2,2 + (0,51 + 0,25) 2,5] 1,1 =

= 3,6 д а (3,6 - Ю4 Н/м2);

g4 = (0,45 + 0,6) 1,85 - 1,2 + [2-0,1-2,2 + (0 ,2 + 0,25) 2,5] 1,1 =

= 4,1 Т/м2 (4,1-104 Н/м2).

То же, но для расчета верхней арматуры (собираются с сечений 3'—3' и 4'—4' на рис. VI. 12 и подсчитываются при пониженных коэффициентах перегрузки):

£з = 0,45-1,85-0,8 + [2-0,1-2,2 +(0,51 +0,25)2,5] 0,9 +

+ 1,55 -1 - 0,9 = 4,2 Т/м2 (4,2 - 104 Н/м2);

gi = (0,45 + 0,6) 1,85-0,8 + (2-0,1-2,2 + (0,2 + 0,25) 2,5] X

X 0,9 + 1,55 -1 -0,9 = 4,4 Т/м2 (4,4-104 Н/м2).

При полученных выше значениях величины нагрузки изгибающие моменты в консольных выступах в месте примыкания их к стенке фун­ дамента составят (рис. VI. 13)**:

252

Т-м (32,1 • 104Н-м);

— 7,3 Т-м (— 7,3- Ю* Н-м);

= — 4,7 Т-м (— 4,7 -104 Н-м).

Абсолютные значения поперечных сил в сечениях уступов 2—2 и 3—3 равны:

Qf"1= [22,3 — 0,5 (5,9 + 7)] 2 = 31,7 Т (31,7 . 10* Н);

Q!Tln = [0,5 (4,1 + 4,9) — 0,7] 2 = 7,6 Т (7,6 • 10* Н);

Q r x = [21,8 — 0,5 (3,6 + 4,1)] 1,7 = 30,6 Т (30,6-10* Н);

тическое сечение составляло величину не менее минимально допусти­ мой. В соответствии с табл. 25 • [4 ] таковой для заданной марки бетона является Fa mln = 0,01 • 100 ♦ 53,5 = 5,35 c m 2i'm .

Площадь сечения нижней арматуры наружного уступа (плиты)

Fa ш1п = 5,35 см2\ принято 0 = 12 А-П через 200 мм (Аа = 5,65 см2).

253.