Расчёт ростверка на прочность по нормальным сечениям, местное сжатие и трещиностойкость

Расчёт плитной части ростверка на прочность по нормальным сечениям производят в двух взаимно перпендикулярных направлениях по граням ступеней ростверка и по наружным граням подколонника или монолитной колонны. В каждом расчётном сечении (1-1, 2-2, 3-3, 4-4) вводят условную заделку и изгибающий момент определяют как сумму моментов от реакций свай и от местных расчётных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения (рис. 55). Таким образом, изгибающие моменты определяют по следующим формулам:

· в сечениях 1-1 и 2-2

,

· в сечениях 3-3 и 4-4

,

где

n₁ , n₂ — количество рядов свай с наиболее нагруженной стороны ростверка до рассматриваемого сечения;

N^*_sj,x , N^*_sj,y — реакции свай, нормальные к площади подошвы ростверка;

, — изгибающие моменты в рассматриваемых сечениях от местной нагрузки (веса ростверка и грунта на его уступах).

Реакции свай определяют в каждом направлении в уровне подошвы ростверка:

,

,

, ,

где y^*_j , x^*_j — расстояния от осей свай учитываемого ряда до рассматриваемого сечения.

, ,

, ,

здесь

, ,

, .

Диаметр и шаг арматуры сетки С-1 подбирают в результате расчёта прочности в соответствующих нормальных сечениях. Такой расчёт в сечениях 1-1 и 2-2 позволяет определить значение требуемой площади арматуры, параллельной большей стороне ростверка l_r , а в сечениях 3-3 и 4-4 — параллельной меньшей его стороне b_r . Расчёт производят по методике, ранее изложенной для отдельных фундаментов под колонны.

Сварную сетку С-1 изготавливают из арматуры класса А400 (А-III). Диаметр стержней принимают не менее 10 мм при стороне ростверка до трёх метров включительно и не менее 12 мм при размере этой стороны свыше трёх метров. Шаг стержней принимают равным 10…20 см кратно 1 см.

Рис. 55. Расчётные схемы при проверках прочности плитной части ростверка по нормальным и наклонным сечениям: а – расчётные нормальные и наклонные сечения, б – армирование ростверка по подошве, в – расчётные схемы и действующие нагрузки в плоскости действия изгибающего момента, г – то же, но из плоскости действия изгибающего момента

Прочность наклонных сечений ростверка по изгибающему моменту считают обеспеченной, если поперечная сила от внешней нагрузки, действующая в наклонном сечении, не превышает минимального значения поперечной силы, воспринимаемой бетоном ростверка:

.

Если это условие не выполняется, то должна быть обеспечена анкеровка арматуры сетки С-1 за внутренней гранью крайних свай ростверка (рис. 56):

,

где

l_fac — фактическая длина завода стержней сетки С-1 за внутреннюю грань крайних свай,

;

a_t — защитный слой бетона для торца арматуры;

l_an — требуемая длина анкеровки арматуры,

,

здесь

l_0,an — базовая длина анкеровки арматуры;

A_s,cal — площадь поперечного сечения арматуры, требуемая по расчёту прочности наклонного сечения по изгибающему моменту;

A_s,ef — фактическая площадь поперечного сечения арматуры плитной части ростверка, принятая по результатам расчёта его прочности на изгиб;

,

где

A_s , u_s — соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

R_s — расчётное сопротивление растяжению арматуры сетки С-1;

R_bound — расчётное сопротивление сцепления арматуры с бетоном,

,

здесь

R_bt — расчётное сопротивление бетона ростверка растяжению;

η₁ = 2,5 — для горячекатаной арматуры периодического профиля А400 (А-III);

η₂ = 1,0 — при диаметре арматуры d_s ≤ 32 мм;

, ,

где

h_0,1 — рабочая высота сечения нижней ступени ростверка;

с — горизонтальная проекция наклонного сечения (см. рис. 56);

d — размер сечения сваи;

— сумма реакций всех свай крайнего ряда со стороны наиболее нагруженной части ростверка;

М_loc — изгибающий момент от местной нагрузки (собственного веса ростверка и грунта на его уступах).

На длине анкеровки к продольным стержням сетки С-1 должен быть приварен как минимум один поперечный стержень и выполнены следующие конструктивные требования:

, , , .

Расчёты стаканной части ростверка на прочность по нормальным и наклонным сечениям, на местное сжатиепод торцами сборных железобетонных колонн квадратного и прямоугольного сечения и под торцами двухветвевых колонн производят по аналогии с отдельно стоящими фундаментами под колонны.

Прочностные расчёты ростверков под монолитные железобетонные колонны и под стальные колонны выполняют по аналогии со сборными железобетонными колоннами. При этом считают, что продавливание ростверков происходит от наружных граней монолитной колонны (рис. 57) или опорной плиты базы стальной колонны.

При сквозных решётчатых стальных колоннах, имеющих раздельные базы под каждую ветвь, расчёт на продавливание выполняют для наиболее нагруженной ветви колонны по периметру её опорной плиты. За величину продавливающей силы в этом случае принимают удвоенную сумму реакций всех свай, расположенных с наружной стороны от оси ветви за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.

При расчёте прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе длину проекции наклонных сечений принимают равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани опорной стальной плиты базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до ближайшей грани ступени.

Расчёт прочности ростверков на изгиб при стальных колоннах выполняют в сечениях по осям ветвей колонн, а в ступенчатых ростверках, кроме этого, — в сечениях по граням ступеней ростверка.

Расчёт ростверков по образованию и раскрытию трещин производят для их плитной части по аналогии с отдельно стоящими фундаментами под колонны.