Расчет на продавливание ростверка угловой сваей

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей

2.24. Расчет ростверков на продавливание угловой сваей при стальных колоннах производится по п. 2.9; при этом величины c₀₁ и c₀₂, входящие в формулу (14), в плитных ростверках принимаются равными расстояниям от плоскостей внутренних граней угловой сваи до соответствующих ближайших граней опорного стального листа базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до соответствующих ближайших граней ступени ростверка.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе

2.25. Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе производится по пп. 2.10 и 2.11, при этом величина с (длина проекции наклонного сечения) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани опорной стальной плиты базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до ближайшей грани ступени.

Расчет ростверков на изгиб

2.26. Расчет прочности ростверков на изгиб при стальных колоннах производится в сечениях по осям ветвей колонн, а в ступенчатых ростверках, кроме того, — в сечениях по граням ступеней ростверка.

2.27. Расчетный изгибающий момент для каждого сечения определяется как сумма моментов от реакции свай (от расчетных нагрузок на ростверк) и расчетных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения.

Величины изгибающих моментов определяются по формулам (17) и (18), сечения арматуры — по формулам (19) — (22) (см. пп. 2.12 — 2.15).

Величина с в формуле (27) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай крайнего ряда до ближайшей боковой грани стальной опорной плиты базы колонны при плитном ростверке или до грани ступени при ступенчатом ростверке.

РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

При применении для армирования подошвы ростверка арматуры из стали класса A-III необходимо производить проверку ширины нормальных трещин в соответствии с рекомендациями ,,Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

4.1. При центральной нагрузке форму ростверков отдельных свайных фундаментов в плане рекомендуется принимать квадратной, если этому не препятствуют фундаменты соседних зданий, подземные сооружения, фундаменты под оборудование и т.п.

При внецентренной нагрузке ростверки рекомендуется принимать прямоугольной формы в плане с соотношением сторон, определяемым на основе сравнений вариантов из условия размещения свай, их несущей способности, эксцентриситета нагрузок и т.п.

Примеры расположения свай под ростверками показаны на черт. 14.

Черт. 14. Примеры расположения свай в свайных фундаментах

4.2. Размеры ростверков рекомендуется принимать:

в плане подошвы, ступеней — кратными 300 мм, подколонника — кратными 150 мм;

по высоте плитной части, ступеней и подколонника — кратными 150 мм.

Расстояние от края плиты ростверка до ближайших граней свай — не менее 100 мм.

4.3. Проектный класс бетона по прочности на сжатие для ростверков свайных фундаментов рекомендуется назначать не ниже В12,5.

4.4. Для армирования ростверков применяется стержневая горячекатаная арматура периодического профиля класса A-III и круглая (гладкая) класса A-I.

4.5. При стаканном сопряжении сборных железобетонных колонн с ростверками толщина дна стакана принимается по расчету ростверка на продавливание колонной, но не менее 250 мм.

При конструировании стаканной части ростверка следует руководствоваться „Пособием по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.

4.6. Бетон для замоноличивания колонн в стакане ростверка должен быть не ниже класса бетона ростверка и не ниже класса бетона колонны, уменьшенного на одну ступень.

4.7. Марка бетона ростверков по морозостойкости должна приниматься по СНиП 2.03.01-84 как для конструкций с возможным эпизодическим воздействием температур ниже 0°С в водонасыщенном состоянии.

4.8. Армирование подошв ростверков рекомендуется осуществлять сварными сетками по ГОСТ 23279-84.

Диаметры продольных и поперечных стержней сеток следует назначать из условия обеспечения требуемой по расчету площади сечения арматуры, а также жесткости сеток при монтаже и транспортировании.

Минимальный процент армирования плит ростверка не регламентируется.

Сварные сетки для армирования подошвы ростверка рекомендуется изготавливать из арматурной стали класса A-III.

4.9. При заделке верхних концов свай в плиту ростверка на глубину 50 мм арматурные сетки плиты ростверка укладываются сверху на оголовки свай.

При заделке свай в плиту ростверка на большую глубину стержни сеток, попадающие на сваи, вырезаются, и сетки укладываются с защитным слоем 50 мм.

В случае необходимости по расчету взамен вырезанных стержней по контуру свай укладываются дополнительно местные сетки или отдельные стержни, привязанные к основным сеткам.

4.10. Армирование стенок стакана ростверка под сборные железобетонные колонны производится продольной и поперечной арматурой (черт. 15).

Поперечное армирование стенок стакана следует выполнять в виде сварных плоских сеток с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана.

Диаметр стержней сеток следует принимать по расчету, но не менее 8 мм и не менее 1/4 диаметра продольных стержней арматуры стенок стакана ростверка.

Расстояние между сетками следует назначать не более 1/4 глубины стакана и не более 200 мм.

В случаях, когда сечение арматуры сеток определяется расчетом, в верхней части стакана рекомендуется устанавливать 2-3 сетки с шагом 50 мм.

Минимальная площадь продольной арматуры A_s и А_s1 в стенках стакана должна составлять не менее 0,05% расчетного сечения бетона стакана. При этом должны удовлетворяться требования по анкеровке продольной арматуры стенок стакана в плитной части ростверка.

Продольная арматура стенок стакана устанавливается по расчету и должна проходить внутри ячеек сеток поперечного армирования.

Диаметр продольных рабочих стержней стенок стакана должен быть не менее 12 мм.

Черт. 15. Армирование стаканной части ростверка

1 — сетки поперечного армирования; 2 — пространственный каркас; 3 — сетки косвенного армирования

4.11. Сетки косвенного поперечного армирования, необходимые по расчету на местное сжатие (смятие) под торцами сборных железобетонных колонн, устанавливают не менее двух, а под опорными плитами базы стальных колонн — не менее четырех с расстоянием по высоте 50 — 100 мм.

4.12. Соединение монолитных железобетонных колонн, а также баз стальных колонн с монолитными ростверками осуществляется так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РОСТВЕРКОВ

Пример 1. Расчет ростверка внецентренно нагруженного свайного фундамента под сборную железобетонную колонну одноэтажного производственного здания.

Дано: основное сочетание расчетных нагрузок от колонны на фундамент на уровне верхней грани ростверка:

N = 3400 кН (347 тс) ; М = 600 кН×м (61,2 тс×м);

Сечение колонны h_col = 80 см, b_col — 40 см.

Сваи забивные железобетонные сечением 30´30 см.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, F_sv = 450 кН (45,9 тс); расчетная нагрузка на сваи крайнего ряда (с учетом возможности их перегрузки на 20%) F ¢ _sv=1,2×450 = 540 кН (55,1 тc).

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы бетона g_b2 = 1,1.

Черт. 16. Внецентренно нагруженный свайный фундамент под сборную железобетонную колонну

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона R_bt = 1,1×1,05 = 1,16 МПа (11,8 кгс/см 2 ).

Призменная прочность бетона с учетом коэффициента условий работы R_b = 1,1×14,5 = 16 МПа (163 кгс/см 2 ).

Арматура из стали класса A-III.

Ростверк принимаем прямоугольной формы в плане размером 270´240 см. Размеры подколонника (стакана) в плане 150´90 см, глубина заделки колонны в стакане — h_anc = 90 см. Отметка верха ростверка — 0,15 м (от уровня чистого пола).

Куст свай под ростверком принимается из девяти свай. Расположение свай в кусте и расстояние между сваями в осях приведены на черт. 16. Верхние концы свай заделываются в плиту ростверка на 50 мм. Глубина уровня грунтовых вод 5 м.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Госстроя СССР пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к сниП 03. 01-84)

Б. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПОД МОНОЛИТНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ ПО ПРОЧНОСТИ

2.19. Расчет ростверков под монолитные железобетонные колонны по прочности производится на продавливание ростверков колонной, на продавливание угловой сваей плиты ростверка, по поперечной силе в наклонных сечениях и на изгиб ростверка.

2.20. Расчет ростверка на продавливание колонной производится по пп. 2.2; 2.3; 2.5, при этом в формулах (4) и (5) рабочая высота ростверка h_o должна приниматься от верха ростверка до верха нижней арматуры сетки (черт. 10).

Черт. 10. Схема образования пирамиды продавливания под монолитной железобетонной колонной

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей производится по п. 2.9, расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе — по пп. 2.10, 2.11, а расчет ростверка на изгиб — по пп. 2.12 — 2.15.
^

В. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПОД СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ ПО ПРОЧНОСТИ

2.21. Расчет ростверков под стальные колонны по прочности производится: на продавливание ростверка колонной; на продавливание ростверка угловой сваей; по поперечной силе в наклонных сечениях; на изгиб ростверка и на местное сжатие (смятие) под стальными опорными плитами базы стальных колонн.

^ Расчет ростверка на продавливание колонной

2.22. При стальных колоннах сплошного сечения (черт. 11) и при сквозных (решетчатых) колоннах, имеющих единую стальную жесткую базу (черт. 12), расчет ростверка на продавливание колонной производится из условия

(32)

где F_per — расчетная продавливающая сила. При центрально-нагруженных ростверках величина F_per принимается равной сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания от нормальной силы, действующей в колонне у верхней горизонтальной грани ростверка. При внецентренно нагруженных ростверках расчетная величина продавливающей силы принимается равной где — сумма реакций всех свай, расположенных с одной стороны от оси в наиболее нагруженной части ростверка, за вычетом свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси колонны;

a_bas, b_bas — размеры опорной стальной плиты базы колонны;

h₀ — рабочая высота ростверка, принимаемая от верха нижней рабочей арматуры сетки до подошвы опорной стальной плиты базы колонны;

c₁ — расстояние от боковой грани опорной стальной плиты базы колонны до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

с₂ — расстояние от продольной грани опорной стальной плиты базы колонны до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.

Остальные обозначения — см. п. 2.2.

Черт. 11. Схема образования пирамиды продавливания под стальной колонной сплошного сечения

Черт. 12. Схема образования пирамиды продавливания под сквозной (решетчатой) стальной колонной, имеющей единую стальную базу

2.23. При сквозных решетчатых стальных колоннах, имеющих раздельные базы под каждую ветвь колонны (черт. 13), расчет ростверков производится на продавливание наиболее нагруженной ветвью колонны по периметру стальной плиты базы этой ветви по формуле (32). При этом за расчетную величину продавливающей силы принимается где — сумма реакций всех свай, расположенных с наружной стороны от оси ветви, за вычетом реакций свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси ветви колонны.

Черт. 13. Схема образования пирамиды продавливания под сквозной (решетчатой) колонной, имеющей раздельные стальные базы под каждой ветвью

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей

2.24. Расчет ростверков на продавливание угловой сваей при стальных колоннах производится по п. 2.9; при этом величины c₀₁ и c₀₂, входящие в формулу (14), в плитных ростверках принимаются равными расстояниям от плоскостей внутренних граней угловой сваи до соответствующих ближайших граней опорного стального листа базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до соответствующих ближайших граней ступени ростверка.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе

2.25. Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе производится по пп. 2.10 и 2.11, при этом величина с (длина проекции наклонного сечения) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани опорной стальной плиты базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до ближайшей грани ступени.

^ Расчет ростверков на изгиб

2.26. Расчет прочности ростверков на изгиб при стальных колоннах производится в сечениях по осям ветвей колонн, а в ступенчатых ростверках, кроме того, — в сечениях по граням ступеней ростверка.

2.27. Расчетный изгибающий момент для каждого сечения определяется как сумма моментов от реакции свай (от расчетных нагрузок на ростверк) и расчетных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения.

Величины изгибающих моментов определяются по формулам (17) и (18), сечения арматуры — по формулам (19) — (22) (см. пп. 2.12 — 2.15).

Величина с в формуле (27) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай крайнего ряда до ближайшей боковой грани стальной опорной плиты базы колонны при плитном ростверке или до грани ступени при ступенчатом ростверке.
^

3. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

4.1. При центральной нагрузке форму ростверков отдельных свайных фундаментов в плане рекомендуется принимать квадратной, если этому не препятствуют фундаменты соседних зданий, подземные сооружения, фундаменты под оборудование и т.п.

При внецентренной нагрузке ростверки рекомендуется принимать прямоугольной формы в плане с соотношением сторон, определяемым на основе сравнений вариантов из условия размещения свай, их несущей способности, эксцентриситета нагрузок и т.п.

Примеры расположения свай под ростверками показаны на черт. 14.

Черт. 14. Примеры расположения свай в свайных фундаментах

4.2. Размеры ростверков рекомендуется принимать:

в плане подошвы, ступеней — кратными 300 мм, подколенника — кратными 150 мм;

по высоте плитной части, ступеней и подколенника — кратными 150 мм.

Расстояние от края плиты ростверка до ближайших граней свай — не менее 100 мм.

4.3. Проектный класс бетона по прочности на сжатие для ростверков свайных фундаментов рекомендуется назначать не ниже В12,5.

4.4. Для армирования ростверков применяется стержневая горячекатаная арматура периодического профиля класса A-III и круглая (гладкая) класса A-I.

4.5. При стаканном сопряжении сборных железобетонных колонн с ростверками толщина дна стакана принимается по расчету ростверка на продавливание колонной, но не менее 250 мм.

При конструировании стаканной части ростверка следует руководствоваться „Пособием по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.

4.6. Бетон для замоноличивания колонн в стакане ростверка должен быть не ниже класса бетона ростверка и не ниже класса бетона колонны, уменьшенного на одну ступень.

4.7. Марка бетона ростверков по морозостойкости должна приниматься по СНиП 2.03.01-84 как для конструкций с возможным эпизодическим воздействием температур ниже 0°С в водонасыщенном состоянии.

4.8. Армирование подошв ростверков рекомендуется осуществлять сварными сетками по ГОСТ 23279-84.

Диаметры продольных и поперечных стержней сеток следует назначать из условия обеспечения требуемой по расчету площади сечения арматуры, а также жесткости сеток при монтаже и транспортировании.

Минимальный процент армирования плит ростверка не регламентируется.

Сварные сетки для армирования подошвы ростверка рекомендуется изготавливать из арматурной стали класса A-III.

4.9. При заделке верхних концов свай в плиту ростверка на глубину 50 мм арматурные сетки плиты ростверка укладываются сверху на оголовки свай.

При заделке свай в плиту ростверка на большую глубину стержни сеток, попадающие на сваи, вырезаются, и сетки укладываются с защитным слоем 50 мм.

В случае необходимости по расчету взамен вырезанных стержней по контуру свай укладываются дополнительно местные сетки или отдельные стержни, привязанные к основным сеткам.

4.10. Армирование стенок стакана ростверка под сборные железобетонные колонны производится продольной и поперечной арматурой (черт. 15).

Поперечное армирование стенок стакана следует выполнять в виде сварных плоских сеток с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана.

Диаметр стержней сеток следует принимать по расчету, но не менее 8 мм и не менее 1/4 диаметра продольных стержней арматуры стенок стакана ростверка.

Расстояние между сетками следует назначать не более 1/4 глубины стакана и не более 200 мм.

В случаях, когда сечение арматуры сеток определяется расчетом, в верхней части стакана рекомендуется устанавливать 2-3 сетки с шагом 50 мм.

Минимальная площадь продольной арматуры A_s и А_s1 в стенках стакана должна составлять не менее 0,05% расчетного сечения бетона стакана. При этом должны удовлетворяться требования по анкеровке продольной арматуры стенок стакана в плитной части ростверка.

Продольная арматура стенок стакана устанавливается по расчету и должна проходить внутри ячеек сеток поперечного армирования.

Диаметр продольных рабочих стержней стенок стакана должен быть не менее 12 мм.

Черт. 15. Армирование стаканной части ростверка

1 — сетки поперечного армирования; 2 — пространственный каркас; 3 — сетки косвенного армирования

4.11. Сетки косвенного поперечного армирования, необходимые по расчету на местное сжатие (смятие) под торцами сборных железобетонных колонн, устанавливают не менее двух, а под опорными плитами базы стальных колонн — не менее четырех с расстоянием по высоте 50 — 100 мм.

4.12. Соединение монолитных железобетонных колонн, а также баз стальных колонн с монолитными ростверками осуществляется так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.

Расчет на продавливание ростверка угловой сваей

Глубина расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:

l1 = 2/αε = 2/0,999 = 2,00 м.

В заделке действуют усилия: продольная сила NI max = 532,97 кН.; изгибающий момент МI = Qtot I×l1/n = 70 ×2,00/6 = 23,33 кН.×м.

Точка, соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой для принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 4Æ10АIII), следовательно, предварительная проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Класс бетона ростверка принимаем В20, тогда Rbt = 0,90 МПа. (табл. 13 СНиП 2.03.01–84*). Рабочую высоту сечения принимаем h0 = 50 см.

Расчетное условие имеет следующий вид:

;

Размеры bcol = 600 мм., hcol = 1400 мм., c1 = 400 мм. и c2 = 200 мм. показаны на рис., коэффициент надежности по назначению gn = 0,95.

Определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны Аf (по наружному обводу обоих ветвей).

Af = 2 × (bcol + hcol) × hg = 2 ×(0,6 + 1,4)×1,25 = 5,00 м2.;

α=1–0,4×Rbt×Аf/Ncol I=1–0,4×0,9×103×5,00 /2649,6 =0,32 gn× Fper = 0,95× 914,3 =868,59 кН.,

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

проверяем выполнение условия:

Горизонтальная нагрузка на голову сваи равна:

H1=QtotI ×gn /n =70/6=11,67 кН.

Коэффициент деформации αε = 0,999 м-1. Условная ширина сечения сваи bp = 0,95 м. Прочностной коэффициент пропорциональности, для суглинка мягкопластичного (JL = 0,45), по табл. 1 прил. 1 СНиП 2.02.03–85* равен: a = 64,4 кН./м3.

Приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт = l × αε = 6,95×0,999 = 6,95 > 4 определяем по табл. 2 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* (шарнирное сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и zi = 0. Получаем = 0,409, тогда:

Hel=0,409×64,4×0,95/0,9992 =25,07 кН.

Так как сила Hel = 25,07 кН. > gn×HI = 11,67 кН., то расчет ведем по первой (упругой) стадии работы системы свая-грунт.

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М0=0 и =0, следовательно, формулы (30) и (31) по п.12 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* примут вид:

Определяем перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы НII =1:

εнн = А0/αε3×Еb×I= 2,441/0,9993×24×106×0,675×10-3 =0,000151 м./кН.,

εмн = В0/αε3×Еb×I= 1,621/0,9993×24×106×0,675×10-3 =0,000100 м./кН.,

где безразмерные коэффициенты А0 и В0 приняты по табл. 5 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* для приведенной глубины погружения сваи = 4 м.

U0=Up=QtotII×εнн/n =70 ×0,000151/6=0,0018 м.,

Ψ0=Ψp =QtotII×εмн/n =70 ×0,000100/6=0,0012 рад.

Так как Up = 0,18 см. 2,5;

откуда Z=0,85/0,999=0,85, а = 0,85.

Для этой приведенной глубины по табл. 4 прил. 1 СНиП 2.02.03–85* имеем:

А1 = 0,996; В1 = 0,849; С1 = 0,363; D1 = 0,103.

+0+11,92×0,103/0,9993×24×106×0,675×10-3) = 12,28 кПа.

Как видно, gn×σz=0,95×12,28=11,67 кПа.

Раздел III. РАСЧЕТ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Расчет железобетонных ростверков отдельные свайных фундаментов под колонны по прочности в соответствии с Рекомендациями производят на продавливание колонной; на продавливание угловой сваей нижней плиты ростверка; по поперечной силе наклонных сечений; на изгиб; на местное сжатие (смятие) под торцами сборных железобетонных колони или под опорными плитами стальных колонн. Кроме того, проверяется прочность стакана.

При моментах, действующих в двух направлениях, величину 2 Рл/ определяют в каждом направлении отдельно, а в расчете принимают большую из этих величин.

Расчет ростверка на продавливанне сборной двухветвевой колонной производят, как при колонне сплошного прямоугольного сечения по общему периметру колонны.

В случае многорядного расположения свай расчет на продавли-вание производят по двум схемам: по пирамиде продавлнваиия, стороны которой проходят от наружных граней колонны до ближайших граней свай, и но пирамиде, две или все четыре стороны которой наклонены под углом 45°.

При многорядном расположении свай проверку прочности наклонных сечений производят по сечениям, проходящим через внутренние грани каждого ряда свай.

Расчет ростверка на изгиб производят по моментам в сечениях по грани колонны н в местах изменения высоты ростверка (по наружным граням стакана, по граням ступеней). Расчетный изгибающий момент дли каждого сечения определяется как сумма моментов от реакции свай и от местных расчетных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения

Если сваи работают на выдергивание, следует проверить прочность ростверка на изгнб на действие отрицательных реакций свай.

Расчет стаканной части ростверка состоит в определении сечений продольной н поперечной арматуры стенок. Если отношение толщины стенок стакана к высоте его уступа или к глубине стакана равно или больше 0,75, стенни стакана не армируются. Если данное отношение менее 0,75 — стенки стакана рассчитывают как железобетонные элементы.

Сечение продольной арматуры стенок стакана определяют как для внецентренно сжатого коробчатого сечения в плоскости заделанного торца колонны

Минимальная площадь продольной арматуры должна составлять не менее 0,05% расчетного сечения Сетона стакана; прн этом должны быть удовлетворены требования по анкеровке продольной арматуры стакана в плитной части ростверка.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе необходимо производить по формуле (111.73), принимая при этом величину с равной расстоянию от плоскостей внутренних граней сван до ближайшей грани опорной плиты базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до ближайшей грани ступени.

Расчет ростверка на изгиб при стальных колоннах производят в сечениях по осям ветвей колоины, а в ступенчатых ростверках — еще и в сечениях по граням ступеней. Величины расчетных изгибающих моментов определяют по формулам а сечение арматуры — по формулам

В случае больших усилий в опорных частях колонн для уменьшения размеров баз колокн допускается применение дополнительного армирования сетками верхних частей ростверка. Расчет иа местное сжатие при этом должен производиться в соответствии с указаниями п. 7.13 СНиП 1I-B.I—62*.

Особенности расчета ростверков свайных фундаментов зданий, возводимых на подрабатываемых территориях

Ростоверки свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, рассчитывают на следующие воздействия:

а) вертикальные нагрузки, от которых ростверк работает иа изгиб;

б) от искривления основания при подработке, вследствие чего происходит

перераспределение нагрузок на сваи, к ростверк работает иа изгиб совместно со

в) от горизонтальных деформаций основания. При горизонтальных деформациях основания работа ростверка зависит от характера сопряжения свай с ростверком;

при шарнирном сопряжении свай с ростверком п ври сопряжении свай через шов скольжения на ростверк передаются горизонтальные нагрузки, равные максимальным поперечным силам в сваях, вследствие чего продольные элементы ростверка работают на осевое растяжение или сжатие, а элементы в поперечном направлении — на изгиб в горизонтальной плоскости и кручение;

при жесткой заделке свай на ростверк передаются не только опорные реакция, но и изгибающие моменты от свай, вследствие чего продольные элементы ростверка работают на внецентренное растяжение или на внецентреннсе сжатие, а элементы ростверка под поперечными стенами — на изгиб и кручение.

Кроме того, на ростверк действуют усилия от наклонов земной поверхности, возникающих при подработке.

Крутящие моменты от промежуточных свай, находящихся на примыкающих элементах ростверка, следует добавлять к соответствующим изгибающим моментам от свай в данном сечении ростверка.

В примыкающих частях ростверка усилия от опорных реакций свай следует определять, как в балке с жестко заделанными опорами под воздействием сосредоточенных нагрузок.

В случае устройства между фундаментами каркасных зданий связей-распорок и отделения ростверка от фундаментов швом скольжения продольные усилия в связях-распорках в любом сечении х, передаваемые от ростверка, определяют по формуле

От воздействия сдвкгаюгдегоск грунта на лобовую поверхность фундаментов следует дополнительно учитывать усилия в связях-распорках в соответствии с Руководством [14].

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей

2.24. Расчет ростверков на продавливание угловой сваей при стальных колоннах производится по п. 2.9; при этом величины c₀₁ и c₀₂, входящие в формулу (14), в плитных ростверках принимаются равными расстояниям от плоскостей внутренних граней угловой сваи до соответствующих ближайших граней опорного стального листа базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до соответствующих ближайших граней ступени ростверка.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе

2.25. Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе производится по пп. 2.10 и 2.11, при этом величина с (длина проекции наклонного сечения) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани опорной стальной плиты базы колонны, а при ступенчатых ростверках — до ближайшей грани ступени.

Расчет ростверков на изгиб

2.26. Расчет прочности ростверков на изгиб при стальных колоннах производится в сечениях по осям ветвей колонн, а в ступенчатых ростверках, кроме того, — в сечениях по граням ступеней ростверка.

2.27. Расчетный изгибающий момент для каждого сечения определяется как сумма моментов от реакции свай (от расчетных нагрузок на ростверк) и расчетных нагрузок, приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения.

Величины изгибающих моментов определяются по формулам (17) и (18), сечения арматуры — по формулам (19) — (22) (см. пп. 2.12 — 2.15).

Величина с в формуле (27) принимается равной расстоянию от плоскости внутренних граней свай крайнего ряда до ближайшей боковой грани стальной опорной плиты базы колонны при плитном ростверке или до грани ступени при ступенчатом ростверке.

РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

При применении для армирования подошвы ростверка арматуры из стали класса A-III необходимо производить проверку ширины нормальных трещин в соответствии с рекомендациями ,,Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.

4.1. При центральной нагрузке форму ростверков отдельных свайных фундаментов в плане рекомендуется принимать квадратной, если этому не препятствуют фундаменты соседних зданий, подземные сооружения, фундаменты под оборудование и т.п.

При внецентренной нагрузке ростверки рекомендуется принимать прямоугольной формы в плане с соотношением сторон, определяемым на основе сравнений вариантов из условия размещения свай, их несущей способности, эксцентриситета нагрузок и т.п.

Примеры расположения свай под ростверками показаны на черт. 14.

Черт. 14. Примеры расположения свай в свайных фундаментах

4.2. Размеры ростверков рекомендуется принимать:

в плане подошвы, ступеней — кратными 300 мм, подколонника — кратными 150 мм;

по высоте плитной части, ступеней и подколонника — кратными 150 мм.

Расстояние от края плиты ростверка до ближайших граней свай — не менее 100 мм.

4.3. Проектный класс бетона по прочности на сжатие для ростверков свайных фундаментов рекомендуется назначать не ниже В12,5.

4.4. Для армирования ростверков применяется стержневая горячекатаная арматура периодического профиля класса A-III и круглая (гладкая) класса A-I.

4.5. При стаканном сопряжении сборных железобетонных колонн с ростверками толщина дна стакана принимается по расчету ростверка на продавливание колонной, но не менее 250 мм.

При конструировании стаканной части ростверка следует руководствоваться „Пособием по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.

4.6. Бетон для замоноличивания колонн в стакане ростверка должен быть не ниже класса бетона ростверка и не ниже класса бетона колонны, уменьшенного на одну ступень.

4.7. Марка бетона ростверков по морозостойкости должна приниматься по СНиП 2.03.01-84 как для конструкций с возможным эпизодическим воздействием температур ниже 0°С в водонасыщенном состоянии.

4.8. Армирование подошв ростверков рекомендуется осуществлять сварными сетками по ГОСТ 23279-84.

Диаметры продольных и поперечных стержней сеток следует назначать из условия обеспечения требуемой по расчету площади сечения арматуры, а также жесткости сеток при монтаже и транспортировании.

Минимальный процент армирования плит ростверка не регламентируется.

Сварные сетки для армирования подошвы ростверка рекомендуется изготавливать из арматурной стали класса A-III.

4.9. При заделке верхних концов свай в плиту ростверка на глубину 50 мм арматурные сетки плиты ростверка укладываются сверху на оголовки свай.

При заделке свай в плиту ростверка на большую глубину стержни сеток, попадающие на сваи, вырезаются, и сетки укладываются с защитным слоем 50 мм.

В случае необходимости по расчету взамен вырезанных стержней по контуру свай укладываются дополнительно местные сетки или отдельные стержни, привязанные к основным сеткам.

4.10. Армирование стенок стакана ростверка под сборные железобетонные колонны производится продольной и поперечной арматурой (черт. 15).

Поперечное армирование стенок стакана следует выполнять в виде сварных плоских сеток с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана.

Диаметр стержней сеток следует принимать по расчету, но не менее 8 мм и не менее 1/4 диаметра продольных стержней арматуры стенок стакана ростверка.

Расстояние между сетками следует назначать не более 1/4 глубины стакана и не более 200 мм.

В случаях, когда сечение арматуры сеток определяется расчетом, в верхней части стакана рекомендуется устанавливать 2-3 сетки с шагом 50 мм.

Минимальная площадь продольной арматуры A_s и А_s1 в стенках стакана должна составлять не менее 0,05% расчетного сечения бетона стакана. При этом должны удовлетворяться требования по анкеровке продольной арматуры стенок стакана в плитной части ростверка.

Продольная арматура стенок стакана устанавливается по расчету и должна проходить внутри ячеек сеток поперечного армирования.

Диаметр продольных рабочих стержней стенок стакана должен быть не менее 12 мм.

Черт. 15. Армирование стаканной части ростверка

1 — сетки поперечного армирования; 2 — пространственный каркас; 3 — сетки косвенного армирования

4.11. Сетки косвенного поперечного армирования, необходимые по расчету на местное сжатие (смятие) под торцами сборных железобетонных колонн, устанавливают не менее двух, а под опорными плитами базы стальных колонн — не менее четырех с расстоянием по высоте 50 — 100 мм.

4.12. Соединение монолитных железобетонных колонн, а также баз стальных колонн с монолитными ростверками осуществляется так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РОСТВЕРКОВ

Пример 1. Расчет ростверка внецентренно нагруженного свайного фундамента под сборную железобетонную колонну одноэтажного производственного здания.

Дано: основное сочетание расчетных нагрузок от колонны на фундамент на уровне верхней грани ростверка:

N = 3400 кН (347 тс) ; М = 600 кН×м (61,2 тс×м);

Сечение колонны h_col = 80 см, b_col — 40 см.

Сваи забивные железобетонные сечением 30´30 см.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, F_sv = 450 кН (45,9 тс); расчетная нагрузка на сваи крайнего ряда (с учетом возможности их перегрузки на 20%) F ¢ _sv=1,2×450 = 540 кН (55,1 тc).

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы бетона g_b2 = 1,1.

Черт. 16. Внецентренно нагруженный свайный фундамент под сборную железобетонную колонну

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона R_bt = 1,1×1,05 = 1,16 МПа (11,8 кгс/см 2 ).

Призменная прочность бетона с учетом коэффициента условий работы R_b = 1,1×14,5 = 16 МПа (163 кгс/см 2 ).

Арматура из стали класса A-III.

Ростверк принимаем прямоугольной формы в плане размером 270´240 см. Размеры подколонника (стакана) в плане 150´90 см, глубина заделки колонны в стакане — h_anc = 90 см. Отметка верха ростверка — 0,15 м (от уровня чистого пола).

Куст свай под ростверком принимается из девяти свай. Расположение свай в кусте и расстояние между сваями в осях приведены на черт. 16. Верхние концы свай заделываются в плиту ростверка на 50 мм. Глубина уровня грунтовых вод 5 м.

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Для того чтобы построить надежный дом, который прослужит не одно десятилетие, необходимо грамотно обустроить фундамент. Какой бы тип основы не был выбрать, необходимо рассчитать основные параметры конструкции. Рассмотрим расчет свайно-ростверкового фундамента. Лучше, если это проведут квалифицированные проектировщики.

Почему расчет должны проводить только профессионалы?

Самостоятельное определение основных пунктов проекта фундаментного основания – не допускается, так как допущенные ошибки могут сказаться в дальнейшем на прочности всего строения. Например, это может привести к перекосам фундамента, перерасходу строительных материалов, появлению различных деформаций, неравномерной осадке дома и прочим последствиям. В данном случае также не допускается экономия, что приводит к нарушению общей несущей способности, как результат – провал здания.

Что включает в себя расчет фундамента?

Для слабых грунтов используют свайно-ростверковый фундамент. В основные расчеты входят следующие параметры:

1. Определение количества и размеров свай;
2. Инженерно-геологические характеристики участка (глубина промерзания грунта, уровень стояния грунтовых вод, тип почвы и прочие);
3. Определение габаритных размеров подошвы фундамента и его основные нагрузки;
4. Расчет ростверков;
5. Нахождение динамических и статических нагрузок на все основание;
6. Рассчитываются строительные материалы, их расход;
7. Армирование свай и ростверков. Это выполняется для повышения жесткости и прочности всей конструкции. Расчет количества арматуры проводится в соответствии со СНиП и прочими действующими Нормами. В качестве прутков берется рифленая проволока;
8. Определение возможности работать при сверхнагрузках. Сюда входит определение прочностных параметров сооружения (стойкость к появлению трещин и сколов).

Технические особенности проведения расчета

Основной параметр расчета свайно-ростверкового фундамента – это определение залегания столбов. Это определяется в зависимости от глубины промерзания грунта. Если построить мелкозаглубленный фундамент, то силами пучения конструкцию будет «выталкивать» к поверхности, что приведет к перекосу или обрушению дома. Для этого сваи необходимо расположить под каждым сосредоточением нагрузки, например, несущие стены, прогоны или балки. Как правило, шаг установки столбов берут 1,2-1,5 м., но может меняться в зависимости от индивидуальных характеристик участка. В этом случае проводят гидрогеологические и физико-механические расчеты. Для каждой сваи должен быть выполнен расчет несущей способности, что в дальнейшем определяет общую прочность фундамента.

Расчет ростверка – ответственный этап

Именно на ростверк опирается все здание, при этом происходит передача сосредоточенных нагрузок от вышерасположенных элементов. Этот элемент позволяет фундаменту держать жесткость конструкции, особенно, если эксплуатация производится на грунтах с высоким стоянием грунтовых вод, на плывунах и прочих грунтах. Определяются центральные нагрузки на продавливание колонной нагруженного основания, глубину залегания, габаритные размеры, основные расчетные нагрузки, а также определяют несущую способность и прочие параметры. Кроме того, должна быть определена прочность стакана ростверка, а также рассчитывают силы давления на боковые поверхности. Дополнительно определяются изгибающие моменты на основание ростверка.

И помните!

Грамотно проведенный расчет всех пунктов позволит получить технически правильное и надежное сооружение свайно-ростверкового фундамента. Комплексный подход к данному вопросу позволит получить вам надежное и долговечное строение.