Розрахунок позацентрово стиснутих фундаментів

Фундаменти вважаються позацентрово завантаженими в тому випадку, якщо на них діють згинаючі моменти М і стискаючі зусилля N. З'являється розрахунковий ексцентриситет e₀ = M/N, що і впливає на весь розрахунковий апарат позацентрово стиснутих фундаментів. Площу підошви таких фундаментів виконують прямокутною, розвиненою убік дії згинаючого моменту.

У разі одноосьового позацентрового завантаження крайові напруження під підошвою фундаменту визначають у припущенні лінійного розподілу тиску по ґрунту в напрямку дії моменту. Величина напруження залежить від значення ексцентриситету е, визначеного на рівні підошви фундаменту (рис.8.5).

е > а /6 е < а /6

Рис.8.5 – До розрахунку позацентрово завантаженого фундаменту

При е a/6 напруження визначають за формулою

, (8.8)

при е >a/6:

. (8.9)

У цих формулах ; M_inf=M + QH; N_inf=N+g_т H× a× b; M, N, Q – нормативні зусилля, діючі на рівні верхнього обрізу фундаменту.

Відповідно до норм крайовий тиск на ґрунт не повинен перевищувати 1,2R, а середній тиск .

Попередній підбір площі основи фундаменту можна здійснювати за формулою

. (8.10)

Величини сторін a і b призначають дільними 300 мм. Співвідношення сторін повинно знаходитися в межах b/a = 0,6÷0,8. При визначенні розрахункових тисків на ґрунт, по яких підбирається арматура нижньої плити, використовують розрахункові зусилля M, N, Q (тобто з коефіцієнтами надійності по навантаженню g_f >1), але без урахування маси фундаменту і грунта на ньому:

.

(8.11)

Враховуючи те, що необхідно обчислювати значення згинаючих моментів у декількох перерізах, тобто в місцях наявності кожної ступені фундаменту, то проміжні тиски на фундамент у цих перерізах можна визначити за формулою

,

(8.12)

де a_i – повний розмір довжини ступені, де визначається тиск.

Величина моменту в перерізі i–i може обчислюватися за наступною залежністю:

.

(8.13)

За отриманими значеннями M_i–i підбирають арматуру плити в кожному i-му перерізі:

,

(8.14)

де h_0i – робоча висота ступені, де визначається арматура.

При розрахунку на продавлювання у позацентрово стиснутих фундаментах перевіряють кожну грань окремо. Спочатку перевіряють грані по короткому напрямку, тобто по ширині b, a потім по довгому (сторона a).

Принципово фундаменти з прямокутною підошвою розраховують на продавлювання за умовою (8.2), приймаючи

; ,

(8.15)

де А₂ – площа заштрихованої частини підошви (рис.8.6).

Величину b₂ визначають в такий спосіб:

,

де h₀ – робоча висота нижньої ступені.

Рис.8.6 – До розрахунку на продавлювання прямокутного фундаменту

Площа, на яку передається навантаження від тиску ґрунту, обчислюють за формулою

. (8.16)

Якщо умова (8.2) не задовольняється, тоді можна або збільшити висоту нижньої ступені, або підвищити клас бетону, або скоригувати розміри фундаменту в плані.

При наявності у позацентрово завантаженому фундаменті стакана з підвищеною частиною підбирають поздовжню арматуру стакану як позацентрово стиснутий переріз двотаврового виду, а також розраховують величину розрахункового ексцентриситету. Якщо (h_col – висота перерізу колони), то

,

(8.16)

де h_ст – глибина стакана;

Rs – розрахунковий опір поперечної арматури;

Σz_sw – сумарне значення відстаней кожної поперечної сітки стакана до верха фундаменту (перша сітка від верха фундаменту знаходиться на відстані 50 мм, інші йдуть з кроком 150-200 мм);

M, N, Q – зусилля на рівні верхнього обрізу фундаменту.

Якщо , то поперечні сітки в стакані встановлюють конструктивно, приймаючи Æ8A-I кроком сіток 200 мм.

Контрольні запитання для самоперевірки

1. Основні різновиди фундаментів.

2. Яка приймається розрахункова схема фундаменту?

3. Як підбирають площу підошви фундаменту при центральному стиску?

4. Як підбирають площу підошви фундаменту при позацентровому стиску?

5. У чому полягає зміст розрахунку фундаменту на продавлювання?

6. Як підбирають арматуру нижньої плити фундаменту?

7. Які конструктивні особливості монолітних і збірних фундаментів стаканного типу?