Расчет и конструирование центрально загруженных столбчатых фундаментов. Урок 39

1.

УРОК 39
Расчет и конструирование
центрально загруженных
столбчатых фундаментов

2.

Фундаменты
Фундаментом называется конструкция, предназначенная для
передачи нагрузки от здания на основание
Основанием называется рабочий слой грунта, расположенный
под подошвой фундамента
По способу изготовления фундаменты могут быть сборными
или монолитными
По способу сопряжения с колонной монолитные фундаменты
делятся на сплошные и стаканного типа
Сплошные фундаменты выполняются под монолитные
колонны

3.

Конструирование столбчатых центрально-загруженных
Рис.16 Столбчатые монолитные и сборные фундаменты

4.

• Для соединения монолитных колонн с
фундаментом из последних делают анкерные
выпуски
арматуры
сечением
равным
расчетной площади сечения арматуры
колонны. Эти выпуски соединяют с
арматурой колонны, (рис. 16.1, а).
• Соединение сборной колонны с фундаментом
выполняется посредством заделки колонны в
специальные гнезда – стаканы, (рис. 16.1, б).
Глубина стакана должна обеспечивать
надежность заделки колонны в фундаменте.

5.

Заделка колонны в стакан фундамента принимается
(1~1,5) hk
где – hk больший размер поперечного сечения колонны.
Между колонной и дном стакана предусматривается зазор
50 мм для устройства цементной стяжки.
Между боковой поверхностью колонны и стаканом должен
быть зазор: в нижней части – 50 мм, в уровне верха
стакана – 75 мм.
Минимальная толщина дна стакана должна быть 200 мм,
Минимальная конструктивная высота фундамента будет
равна: hf, констр= (1~ 1,5) hk + 50 + 200 (мм).

6.

Подошву
центрально
загруженного
фундамента
следует
принимать квадратной.
Переход от обреза к подошве фундамента выполняют уступами
или наклонными гранями (при небольшой ширине подошвы).
Монолитные
фундаменты
рекомендуется
проектировать
ступенчатого типа.
Все размеры фундамента должны быть кратны 300 мм, иногда
допускается кратность 100 мм.
Высота фундамента
назначается с учетом глубины заложения
подошвы и уровня обреза фундамента.
Сборные фундаменты стаканного типа выполняют обычно с одной
ступенью и со скосами на поверхности ступеней.

7.

Фундаменты армируют по подошве
сварными сетками.
Арматура класса А400 или А300
Бетон тяжелый класса не ниже В15
Диаметр стержней не менее 10 мм,
Шаг стержней 100, 150, 200 мм.
Защитный слой бетона в фундаментах
• без бетонной подготовки – 70 мм
• при наличии подготовки – 40 мм
• для сборных -35 мм

8.

Расчет фундаментов
I Расчет основания
Определение глубины заложения фундамента
Определение размеров подошвы (вторая группы п.с.)
II Расчет фундаментов на прочность
расчет на продавливание
расчет арматуры нижней сетки (первая группа п.с.)

9.

Расчет на продавливание

10.

• Сосредоточенная нагрузка N, приложенная на
обрезе фундамента, распределяясь в теле фундамента
под углом 45 , в уровне подошвы становится
равномерно распределенной.
• Под подошвой фундамента возникает реактивный
отпор грунта, численно равный этой распределенной
нагрузке
и
направленный
сторону (вверх).
в
противоположную

11.

Реактивный отпор грунта
(кН/м2, кПа),
расчетная
нагрузка
от
здания в уровне подошвы фундамента
площадь подошвы фундамента.

12.

Разрушение фундамента может произойти от
его продавливания колонной.
Нагрузка в теле фундамента распределяется
под углом 45° , поэтому предполагают, что
разрушение будет происходить по поверхности
пирамиды, боковые грани которой проходят
под углом 45° к вертикали.
Для сплошного фундамента под монолитную
колонну грани пирамиды продавливания
начинаются от обреза фундамента

13.

Требуемую рабочую высоту
фундамента
hk и bk – размеры поперечного сечения колонны;

14.

Расчет арматуры нижней сетки
• Подошва фундамента работает на изгиб как
плита, загруженная равномерно распределенной
нагрузкой в виде отпора грунта
• Растягивающие
напряжения
будут
максимальными в нижней зоне плиты
• Арматура сетки рассчитывается по формулам для
изгибаемых элементов
• Изгибающий момент для подбора арматуры
определяется в сечениях по грани колонны,
подколонника и по граням ступеней фундамента.
По каждому из сечений будет своя рабочая
высота.

15.

Расчетная схема фундамента
– консоль, жестко защемленная у грани
колонны (сечение 1-1) или уступа (сечение 2-2),
загруженная
равномерно
распределенной
нагрузкой в виде отпора грунта
По каждому из сечений определяется
изгибающий момент и рабочая высота сечения,

16.

• Изгибающий момент в сечении 1-1
М1 = 0,125
• Изгибающий момент в сечении 2-2
М2 = 0,125
• Рабочая высота в сечении 1-1
• Рабочая высота в сечении 2-2

17.

• Требуемая площадь сечения арматуры
определяется по каждому из сечений, а
затем по максимальному из полученных
значений подбирают диаметр стержней по
сортаменту, задаваясь шагом

18.

Проверка процента армирования по
каждому сечению

19.

Расчет арматуры нижней сетки
Подошва фундамента работает на изгиб как плита, загруженная
равномерно распределенной нагрузкой в виде отпора грунта.
Растягивающие напряжения будут максимальными в нижней зоне
плиты.
Арматура сетки рассчитывается по формулам для изгибаемых элементов.
Изгибающий момент для подбора арматуры определяется в сечениях
по грани колонны, подколонника и по граням ступеней фундамента. По
каждому из сечений будет своя рабочая высота.
Расчетная схема фундамента – консоль, жестко защемленная у грани
колонны или уступа, загруженная равномерно распределенной
нагрузкой в виде отпора грунта. По каждому из сечений определяется
изгибающий момент и рабочая высота сечения.
Требуемая площадь сечения арматуры определяется по каждому из
сечений, а затем по максимальному из полученных значений
подбирают диаметр стержней по сортаменту, задаваясь шагом.
Проверяют процент армирования по каждому сечению.

20.

Вопросы
• 1. Основы конструирования столбчатого
фундамента стаканного типа.
• 2. В чем заключается расчет по предельным
состояниям первой группы для столбчатого
фундамента?
• 3. Назовите расчетную схему столбчатого
фундамента при подборе арматуры нижней сетки.
• 4. Какой класс арматуры применяется в качестве
рабочей для столбчатого фундамента?
• 5. Назовите допустимый шаг рабочих стержней в
арматурной сетке.

21.

Домашнее задание
Учебник:
А.И. Долгун , Меленцова Т.Б.
«Строительные конструкции»
стр. 220-224