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

различие между линейной и нелинейной эпюрами передачи давлений на грунт настолько незначительно, что для практических расчетов ис­ кривлением эпюры можно пренебречь. В зависимости от конструктив­ ной формы фундамента рекомендуют различные величины консоль­ ных уширений, при которых еще возможно рассчитывать поперечные сечения гибких фундаментов исходя из линейной эпюры давления на грунт. Основываясь на различных предпосылках, можно сказать, что в среднем, при отношении длины консольного уши рения к его высоте не более 2, поперечные сечения фундаментов еще можно рассчитывать, исходя из линейной эпюры давления на основание.

При больших выносах консольных уширений расчет по линейной эпюре уже не будет соответствовать истинным величинам напряжений, возникающих в теле фундамента.

В таких случаях конструкцию фундамента следует рассчитывать, исходя из нелинейной эпюры передачи давления на основание. Рас­ четы фундаментов по нелинейным эпюрам передачи давления на грунт исходят из учета его упругих свойств и основаны на теории работы плит и балок на упругом (линейно-деформируемом) основании.

§ 7. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Железобетонные фундаменты различают по типу конструкции и по способу их изготовления.

По способу изготовления фундаменты делят на монолитные и сборные.

Конструктивные формы фундаментов вообще, и железобетонных в особенности, весьма разнообразны и зависят от ряда факторов. В пер­ вую очередь к ним относят характер конструкции здания (контур фундамента в плане, как правило, повторяет в упрощенной форме кон­ тур плана надфундаментных частей здания и сооружения), величину и характер нагрузок, геологические и гидрогеологические условия стро­ ительной площадки,

В практике отечественного и зарубежного строительства находят применение следующие типы железобетонных фундаментов неглубо­ кого заложения:

1. Столбчатые фундаменты под колонны, опоры линий электропе­ редач и др.

2.Отдельные бетонные и железобетонные фундаменты под сооруже­ ния башенного и колонного типа (дымовые трубы, градирни и т. д.).

3.Ленточные фундаменты под ряды колонн и под сплошные стены.

4.Фундаменты, осуществляемые из перекрестных лент.

5.Сплошные плитные и рамные (коробчатые) фундаменты, устра­ иваемые под всем зданием или сооружением.

Столбчатые фундаменты под отдельные колонны устраивают обычно

Отдельные фундаменты под сооружения башенного и колонного типа можно проектировать круглыми (многогранными) и кольцевыми.

31

Пример фундамента под дымовую трубу приведен на рис. П.З.

При больших нагрузках и слабых грунтах размеры одиночных фун­ даментов под колонны зданий и сооружений оказываются столь боль­ шими, что возникает необходимость перехода к ленточным фундамен­ там, а при определенных условиях и к фундаментам из перекрестных лент (ленточные ростверки).

Рис. П.З. Ребристая плита фундамента под дымовую трубу!

/ — железобетонная плита; 2 — щебеночная подготовка

то 6000

Рис. 11.4. Железобетонный фундамент из перекрестных лент:

/ — щебеночная подготовка

Фрагмент такого фундамента показан на рис. II.4.

При значительных нагрузках и слабых грунтах может потребовать­ ся площадь подошвы фундамента, равная всей площади здания или ■сооружения.

В конструктивном отношении такие фундаменты повторяют реше­ ния железобетонных перекрытий или ■покрытий и могут проектиро­ ваться ребристыми или безбалочными.

В ребристых плитах ребра обычно располагают сверху плиты. Однако для зданий с подвалом это представляет некоторые неудобства и пространство между ребрами приходится'заполнять тощим бетоном или песком, а поверху устраивать пол. Такое решение требует затраты дополнительных сил и средств и, кроме того, уменьшает полезную вы­ соту подвала. Чтобы избежать этого, ребра нередко располагают снизу плиты. Такое решение представляется особо целесообразным, если ребра бетонировать в траншеях без устройства опалубки.

32

Глава III

ОД И Н О Ч Н Ы Е (СТОЛБЧАТЫЕ)

ФУ Н Д А М Е Н Т Ы

§ 8. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

А . В И Д Ы О Д И Н О Ч Н Ы Х Ф У Н Д А М Е Н Т О В

Одиночные фундаменты применяют в случаях, когда интенсивность нагрузок и механические свойства грунта таковы, что нецелесообраз­ но устройство ленточных фундаментов.

При проектировании фундаментов каркасных конструкций ориен­ тировочно можно считать, что применение одиночных (столбчатых) фундаментов целесообразно, если полученные расчетом размеры по­ дошвы отдельных фундаментов более чем на 20 % отличаются от рассто­ яния между колоннами в осях, т. е. при а << 0,8 /, где а — размер по­ дошвы фундамента в направлении размера 1; I — расстояние в осях колонн.

Нагрузки на одиночные фундаменты передаются от сооружений с полным каркасом через колонны. В сооружениях с неполным карка­ сом (т. е. с несущими наружными стенами) усилия на отдельные фун­ даменты, расположенные по периметру здания, передаются через об­ вязочные балки (рандбалки).

В обоих случаях нагрузки на фундамент могут передаваться цент­ рально и внецентренно, чем и определяются некоторые особенности их расчета и конструирования.

Фундаменты в зависимости от их размеров и конкретных условий строительства могут выполняться монолитными и сборными. В послед­ нем случае они могут быть одноблочными или составными из двух и большего количества блоков.

Вопрос о выборе того или иного вида фундамента должен решаться с учетом конкретных условий строительства (наличия подъемно-тран­ спортных средств необходимой грузоподъемности, удаленности и про­

Конструирование железобетонных фундаментов в плане можно осу­ ществлять различными способами.

Первый способ заключается в том, что размеры ступеней фунда­

где с — ширина одной или нескольких ступеней.

Из сказанного следует, что

где Fi — площадь сечения фундамента по уровню низа данной ступени. Для подошвы фундамента, очевидно

где Дф — площадь подошвы фундамента.

°)

Второй способ (рис. III. 1, б) заключается в том, что отношение длин ступеней фундамента at : bt принимают таким же, как и отно­ шение сторон колонны ак : Ьк, т. е.

откуда следует

При одном и том же размере площади подошвы фундамента в пер­ вом случае ее форма приближается к квадрату. Это благоприятно ска-

36

зывается на распределении давлений на грунт и на распределении внут­ ренних напряжений в теле фундамента и его работе на поперечные

силы.

Однако при горизонтальных и внецентренных вертикальных на­ грузках целесообразно конструировать фундамент вытянутым в плане по направлению действия моментов и горизонтальных сил. В этом случае лучше применить второй прием, при котором сохраняется по­ стоянное отношение сторон колонны, длин ступеней и сторон подошвы фундамента.

Для пояснения сказанного рассмотрим такой пример. Колонна име­ ет размеры в плане ак 6К= 60 X 40 см. Конструктивная высота фун­ дамента 80 см. Принимаем двухступенчатый фундамент с высотой каждой ступени 40 см.

Сохраняя отношение сторон подошвы фундамента равным отноше­ нию сторон колонны, принимаем /+ = аф 6Ф= 360 X 240 = = 86 400 см2.

Допустим, что грунты основания состоят из мелких песков с ко­

Я? = (1,34-2,4 + 6,35-2,0) 1,8 + 8,55-0,2 = 30,4 Т/м2 (3,04-105 Н/м2).

При этих условиях через фундамент (включая его собственный вес) могут быть переданы на грунт: нормальная сила

Ni = 8,64• 30,4 = 262,6 Т и момент Мл = 0,033-3,6-262,6=31,4 Т-м.

рт ,п = 30,4 ^1 — —'з°-^12 | = 30,4 (1 — 0,20) Т/м2 (2,43106Н/м2).

Приведем теперь конструирование того же фундамента по условию аф — = як — Ьк = 2с = 240 см (рис. III. 1, а). Тогда площадь подошвы фундамента будет равна

/+ = (ак + 2с) Ф« + 2с) = (60 + 24°) (40 + 24°) = 300-280 = = 84 000 см2.

При ширине подошвы фундамента 6ф = 280 см и прочих равных условиях, величина нормативного давления на грунт будет равна

= (1,34-2,8 + 6,35-2,0) 1,8 + 8,55-0,2 = 31,3 Т/м2 (3,13-105 Н/м2).

Через фундамент (включая его собственный вес) на грунт могут

37

быть переданы: нормальная сила iV" = 8,4 • 31,3 = 262,9 Т и мо­

в) нормальная сила, которую можно передать на грунт прак чески остается без изменений, так как ее увеличение составляет всего лишь

262,9 — 262,6 100 = 0, 1%;

262,66

г) момент, который можно при той же нормальной силе передать грунт основания, уменьшается на

31,4 — 26,Р 100» 17,1%.

31,4

Приведенный пример подтверждает ранее указанное положение, что принцип ак — Ьк = аф — Ьф целесообразнее применять при цент­ ральных нагрузках и малых эксцентриситетах, а принцип ак : Ьк =

под двухветвевые колонны, может оказаться целесообразным примене­ ние обоих приемов.

По высоте фундаменты проектируются одно-, двух- и трехступенча­ тыми (рис. III. 2). Железобетонные фундаменты, не имеющие повышен­ ной стаканной части, проектируют так, чтобы усеченная пирамида, верхним основанием которой является площадь Сечения колонны (или площади двух сечений и промежутка между ними при двухветвевых

Рис. III.2. Виды ступенчатых фундаментов

5)

Рис. 111.3. Сопряжение колонны с монолитным фундаментом:

а — общий вид расположения арматуры; б и в — выпуски арматуры из тела фу дамента

2)

Рис. III.4. Фундаменты стаканного типа:

а — под одвоветвевую колонну; б — под одноветвевую коловну о повышенной стаканной частью; в — под двухветвевую колонну} г — под двухветвевую колонну с повышенной стаканной частью

Рис. III.6. Сборные фундаменты под колонны (/ = 20— —30 мм при металлической н 50 мм при деревянной опа­

/лубке)

составленные из нескольких стандартных блоков (рис. III. 8).

Такие фундаменты проектируют из унифицированного цельного или составного блок-стакана, развитого в плоскости действия момента, и соответствующих блок-подушек. Одним из преимуществ подобного

40