Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 15. Глибина закладання фундаментів будівлі: а - план-схема будівлі в осях; б - розкладка рядів збірних блоків

б) для підвальної частини в осях „1” - „7”. При висоті підвалу 2.50 м позначка підлоги підвалу: 130.80-hпідв=130.8 - 2.50 = 128.30 м. Глибина закладання підошви фундаменту: 128.30 - hконстр = 128.30 - 0.50 = 127.80 м. Порівнюючи цю позначку з позначкою dmin = 128.40 м, підтверджуємо, що підошва фундаменту і в цьому випадку спирається на пісок ІГЕ-3 (виконується умова d > dmin).

Конструюємо переріз фундаменту, враховуючи, що висота фундаменту в підвальній частині: 130.50 - 127.80 = 2.70 м. Для цього використаємо 4 ряди стінових блоків (40.6 = 2.4 м) та фундаментну плиту товщиною 0.5 м. Загальна висота - 2.70 м. Заносимо це до схеми (рис. 15).

Перехід від позначок підвальної та безпідвальної частини тут не розглядаємо. Це питання конструювання, що виконується при складанні плану фундаментів, де перехід виконується фундаментними плитами більшої ширини (тут додаткові розрахунки не потрібні). Тільки після цього можна переходити до розрахунку фундаментів для окремих перерізів у підвальній та безпідвальній частині будинку. При конструюванні плану фундаментів та розгорток фундаментів по осях необхідно пам'ятати, що фундаменти з більшою глибиною мають більше поширення, ніж показано на схемах, а перехід виконують фундаментними плитами більшої ширини.

Зауваження.

1. Положення переходу по глибині для всіх осей (стрічкових фундаментів) можна уніфікувати для зручності виконання робіт.

2. На практиці при більших перепадах позначок поверхні кількість переходів по висоті може бути більшою.

3.4 Визначення співвідношення товщини стін будинку та фундаментної стінки стрічкових фундаментів

Після призначення глибини закладання стрічкових фундаментів в цілому для всього будинку і окремих його ділянок, як це приведено вище, переходять до розрахунку фундаментів за характерними перерізами (їх визначає величина навантаження, глибина закладання, наявність підвалу, конструктивні особливості). На практиці кількість таких перерізів складає 15…40. В курсовому проекті їх кількість зменшена до 6, щоб можна було в цілому проектувати фундаменти будинку.

Для кожного перерізу необхідно скласти розрахункову схему фундаменту. При цьому додатково необхідно прийняти рішення про товщину фундаментних стін. Тут враховують, як розміри наземних несучих конструкцій (стін), так і висоту та характер роботи фундаментних стін (наприклад, сприйняття горизонтального тиску ґрунту в підвалі і т. ін.).

Стінові фундаментні блоки мають товщину 300, 400, 500 і 600 мм (їх типорозміри приведені в додатку 2). Товщина цегляних стін може бути 250, 380, 510, 640, 770 мм і більше. При визначенні співвідношення товщини стін будинку та фундаментних стінок (з блоків) можуть розглядатися такі варіанти (рис. 16):

а) товщина стін відповідає товщині фундаментної стіни: bc = bcf (рис.16,а). Пряма відповідність тут буває рідко, але наближено сприймається (10…20 мм різниці) як відповідна. Наприклад, bc = 510 мм, а товщина стінових блоків bcf = 500 мм, або bc = 380 мм, а bcf = 400 мм;

Размещено на http://www.allbest.ru/

а б в

Рис. 16. Варіанти співвідношення товщини стін будинку та фундаментних стін із збірних блоків

б) товщина фундаментної стіни більша за товщину стін будинку: bc < bcf. Цей варіант приймають тоді, коли фундаментна стіна використовується як підвальна, що сприймає значний горизонтальний тиск ґрунту засипки, або конструкція стіни чи перекриття над підвалом вимагає розширення опорної частини фундаменту;

в) умова bc > bcf враховує вищу міцність бетонних блоків порівняно з цегляною кладкою стіни, коли вплив горизонтального тиску ґрунту на фундаментну стіну незначний (рис.16,в). Цей варіант використовують за умови, коли нависаюча частина цегляної стіни над фундаментним блоком не повинна бути більшою ніж 100 мм (п. 7. 211 [38]). Допускається, як виняток, при bc = 510 мм використовувати блоки товщиною bcf = 400 мм.

Рішення про товщину фундаментних стін студент приймає самостійно, враховуючи товщину стін будинку, що приведена в завданні.

Перерізи фундаментів розглядаються почергово для однотипних ділянок будинку.

Розрахунок окремих перерізів проводять з урахуванням спрощення, яке полягає в тому, що навантаження, що передається на верхньому уступі фундаменту, розглядається як стискуюче, прикладене по осі стіни будинку, тобто фундамент розглядається як центральнозавантажений. В дійсності фундамент позацентрово навантажений: до цього приводить навантаження від перекриття над підвалом, бічний тиск ґрунту, невідповідність осей стіни та фундаментної стіни.

3.5 Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для безпідвальної частини будинку

Фундаменти неглибокого закладання за умови науково-технічного прогресу нормами ДБН В.2.1-10-2009 [2] поділяються додатково на фундаменти малозаглиблені та мілкого закладання (стрічкові, стовпчасті, плитні) і заглиблені (переважно плитні). В розрахунках фундаментів малозаглиблених і мілкого закладання звичайно враховують, що навантаження передаються тільки через підошву фундаменту, в той час, як заглиблені повинні розраховуватись із урахуванням передачі навантаження через підошву і бічну поверхню.

Всі типи фундаментів повинні розраховуватись за властивостями ґрунтів основи та їх матеріалом (п.7.1.2 норм [2]). Визначальними, як правило, є розрахунки за властивостями ґрунтів, які виконують за двома групами граничних станів: а) першою - за несучою здатністю; б) другою - за деформаціями основи (повинен проводитись завжди для всіх випадків).

У проекті передбачається влаштування мілкозаглиблених фундаментів, конструкція яких для житлових та адміністративних будинків характеризується як мілкозаглиблена. Звичайно, на практиці під стіни призначають стрічкові фундаменти, які виконують із збірних блоків або влаштовують із монолітного залізобетону. Порядок розрахунку для них залишається однаковим, а конструювання доцільніше розглядати для збірного фундаменту.

Для кожного перерізу розрахунок виконують у послідовності, що вказана в п. 3.2. Розглянемо його реалізацію на конкретному прикладі перерізу 1-1. Він взятий умовно і не відповідає виконаним раніше числовим рішенням.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вихідні дані: глибина закладання фундаменту: d = 1.2 м; навантаження на верхньому обрізі фундаменту (фундаментної стіни) для розрахунків за ІІ-ю групою граничних станів (за деформаціями основи) NІІ = 238 кН/м. Товщина стіни 510 мм.

Розрахункову схему скла-даємо відповідно до положення перерізу на плані (рис. 1) і виконаної “прив'язки” в розділі 3.3.2 (рис. 17). Несучим шаром основи є суглинок м'якопластичний (IL = 0.36, e = 0.700) ІГЕ-2 з такими розрахунковими характеристи-ками: ІІ = 18.0 кН/м3, сІІ = 21.5 кПа, ІІ = 20.40 та табличним значен-ням розрахункового опору R0 = 225 кПа (приймаємо за табл.14). Товщина ІГЕ-2 під підошвою фундаменту 4.9 м. Для насипного ґрунту, що залягає вище, шаром товщиною 1 м, ІІ = 15.5 кН/м3.

Визначаємо ширину фундаменту за формулою:

, м

де mt - середньовиважене значення питомої ваги матеріалу фундаменту та ґрунту на його уступах - на практиці приймають рівним 20 кН/м3.

Для попереднього визначення b приймаємо, що R = R0.

Тоді: 1.18 м.

Уточнюємо табличну величину розрахункового опору за формулою (Е.1) норм [2]:

де с1, с2 - коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.3 норм [2] або за табл. 21 посібника. При врахуванні виду та стану ґрунту (суглинок з IL = 0.36, беремо рядок для глинистого ґрунту при 0.25 IL 0.5) та співвідношення довжини L та висоти Н будинку (для 5 поверхів висота будинку Н = 53.0 = 15 м, а довжина відповідно до завдання - 48 м) - L/Н = 48/15 = 3.2. З урахуванням інтерполяції, маємо: с1 = 1.2, с2 = 1.032;

k, kz - коефіцієнти, що за п. Е.4 додатку Е норм [2] приймаємо: k = 1.1 (розрахункові характеристики прийняті за таблицями норм [2] на основі фізичних показників), kz = 1, так як ширина підошви фундаменту b < 10 м.

Зауваження: якщо розрахункові характеристики визначалися шляхом лабораторних або польових визначень, приймають k = 1.0. При плитних фундаментах з b 10 м величину коефіцієнта kz вираховують за формулою:

kz = ;

b - ширина фундаменту, b = 1.18 м;

d1 - для безпідвальних будівель та споруд - глибина закладання фундаменту від поверхні, м; для будівель з підвалом - приймається спрощено глибина від підлоги підвалу до підошви фундаменту. У даному випадку d1 = d = 1.20 м (підвал відсутній);

db - глибина підвалу. Оскільки підвал відсутній, тому db = 0.

Примітка: товщина несучого шару під підошвою є значною (вона складає 4.9 м) і дозволяє при ширині b= 2•Z = 24.9 = 9.8 м > 1.18 м підстеляючого шару приймати характеристики несучого шару без уточнення (див. п. Е.5 додатку Е норм [2]).

М, Мq, Мc - коефіцієнти, що визначаються за табл. 4 [2] або табл. 22 посібника при величині ІІ = 20.40 (для несучого шару - суглинку ІГЕ-2) по інтерполяції:

0.530;

3.132;

5.732;

Таблиця 21. Значення коефіцієнтів с1 , с2

Види ґрунтів	Коефіцієнт с1	Коефіцієнт с2, при відношенні довжини (відсіку) будинку (споруди) до його висоти L/H
		4 і більше	1,5 і менше
Піски гравелисті, крупні, і середньої крупності	1.4	1.2	1.4
Піски дрібні (мілкі)	1.3	1.1	1.3
Піски пилуваті а) малого та серед-нього ступеня водо-насичення б) насичені водою	1.25 1.1	1.0 1.0	1.2 1.2
Глинисті ґрунти з показником текучості IL 0.25	1.25	1.0	1.1
Теж , при 0.25 IL 0.5	1.2	1.0	1.1
Теж , при IL > 0.5	1.1	1.0	1.0

Примітки:

Дані с2 приведені для будівель і споруд жорсткої конструктивної схеми. Для будинків з гнучкою конструктивною схемою с2 =1.0.

При проміжних значеннях L/Н величина с2 приймається за інтерполяцією.

Довжина будівлі L (відсіку) може прийматися в осях, висота Н визначається як добуток кількість поверхів в будинку на висоту поверху. Для інших випадків висота включає і карнизну частину будівлі споруди.

- середньозважена величина питомої ваги ґрунтів, що залягають вище підошви фундаменту (визначається з урахуванням виважування ґрунту нижче рівня води, якщо рівень води знаходиться вище підошви фундаменту). В даному випадку вище рівня підошви залягає насипний ґрунт ІГЕ-1 з = 15.5 кН/м3 (його потужність 1.0 м) та суглинок ІГЕ-2 в межах 0.2 м, а ґрунтові води відсутні.

Тому:

кН/м3;

сІІ = 21.5 кПа (для несучого шару - суглинку ІГЕ-2).

Розрахунковий опір суглинку ІГЕ-2 для даного фундаменту:

218.8 кПа.

Уточнюємо величину ширини фундаменту при R = 218.8 кПа:

1.22 м.

Величина b2 відносно b1 змінилась:

.

Таблиця 22. Коефіцієнти М, Мg, Мс, для визначення розрахункового опору ґрунту основи

Кут внутрішнього тертя II, град	Коефіцієнти		Кут внутрішнього тертя II, град	Коефіцієнти
	М	Мg	Мс			М	Мg	Мс
0	0	1.00	3.14		23	0.66	3.65	6.24
1	0.01	1.06	3.23		24	0.72	3.87	6.45
2	0.03	1.12	3.32		25	0.78	4.11	6.67
3	0.04	1.18	3.41		26	0.84	4.37	6.90
4	0.06	1.25	3.51		27	0.91	4.64	7.14
5	0.08	1.32	3.61		28	0.98	4.93	7.40
6	0.10	1.39	3.71		29	1.06	5.25	7.67
7	0.12	1.47	3.82		30	1.15	5.59	7.95
8	0.14	1.55	3.93		31	1.24	5.95	8.24
9	0.16	1.64	4.05		32	1.34	6.34	8.55
10	0.18	1.73	4.17		33	1.44	6.76	8.88
11	0.21	1.83	4.29		34	1.55	7.22	9.22
12	0.23	1.94	4.42		35	1.68	7.71	9.58
13	0.26	2.05	4.55		36	1.81	8.24	9.97
14	0.29	2.17	4.69		37	1.95	8.81	10.37
15	0.32	2.30	4.99		38	2.11	9.44	10.80
16	0.36	2.43	6.99		39	2.28	10.11	11.25
17	0.39	2.57	5.15		40	2.46	10.85	11.73
18	0.43	2.73	5.31		41	2.66	11.64	12.24
19	0.47	2.89	5.48		42	2.88	12.51	12.79
20	0.51	3.06	5.66		43	3.12	13.46	13.37
21	0.56	3.24	5.84		44	3.38	14.50	13.98
22	0.61	3.44	6.04		45	3.66	15.64	14.64

Примітка: для проміжних значень ІІ коефіцієнти М, Мg, Мс визначаються за інтерполяцією.

Таке ж порівняння можна виконувати за умови зміни R:

Так як зміна розрахункових параметрів не перевищує 5%, то подальшого уточнення b і R не проводимо.

Фундаментні збірні плити виготовляють згідно з ГОСТ 13580-85 [20], посилання на який робиться в таблиці додатку та тексті посібника.

За величиною розрахункової ширини підошви фундаменту b = 1.22 м. За таблицею додатку 3 посібника приймаємо марку фундаментної плити
ФЛ 12. Інші позначення марки тут не враховуємо. Вони відносяться до розміру плит по довжині. Наприклад, ФЛ 12.24.2 (основний типорозмір фундаментної плити шириною 1.2 м) означає, що довжина фундаментної плити - розрахункова 2.4 м, конструктивна 2.38 м, а 20 мм залишається на шов. Останню цифру (тип армування) маркування в курсовому проекті можна не враховувати.

Аналогічно за таблицею додатку 2 посібника (приведені дані для повнотілих бетонних блоків за ГОСТ 13579-78 [19]) приймаємо стінові блоки ФБС-5 - (шириною 500 мм). ФБС 24.5.6-Т - основний типорозмір цього блоку. Тут позначення в марці блоку “ФБС” - фундаментний блок стіновий довжиною 2.40 м (2380 мм), “5” - шириною 500 мм, “6” - висотою 600 мм
(580 мм). Останню літеру “Т” (з важкого бетону) в курсовому проекті можна не приводити.

Складаємо ескіз фундаменту для перерізу 1-1, враховуючи, що він зроблений по зовнішній несучій стіні осі “А”.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поверхню ґрунту даємо на рівні планування (в курсовому проекті спрощено відповідає заданому рівню поверхні майдан-чика). Враховуємо, що пазухи фундаментів заповнені пошарово ущільненим ґрунтом, як і підготовка під підлогу. Звичайно рівень ущільнення залежить від виду ґрунту. Його задають за величиною d, що приймають в межах 1.60…1.75 т/м3. Приймемо, що місцевий ґрунт засипки пошарово ущільнили до d = 1.65 т/м3.

Блоки, що використовуються в даному перерізі, мають такі характеристики (див. додатки 2 і 3 та табл.25, 26 посібника):

Марка блока	Розміри, мм	Вага, кН	Клас бетону
	ширина	довжина	висота
ФБС-24.5.6-Т*	500	2380	580	16.0	В 7.5
ФЛ 12.24-2*	1200	2380	300	16.0	В 12.5

Примітка: * - беремо основні типорозміри блоків та вводимо значення ваги як m•g=m9.81, де m - маса (вага) блоку з таблиць додатків

Виконаємо збір навантажень, що діють по підошві фундаменту, враховуючи такі особливості:

Розрахункове навантаження NII прикладене по геометричній осі фундаментної стінки на верхньому обрізі фундаменту.

Питома вага ґрунту зворотної засипки, якою заповнено пазухи фундаменту, влаштовується шляхом пошарового ущільнення з місцевого ґрунту, звичайно знаходиться в межах 16.5…18.5 кН/м3. Для даного розрахунку це місцевий суглинок, для якого задаємо ІІ = 17.5 кН/м3.

Для зручності розрахунки по збору навантажень виконуємо в табличній формі (з незначними спрощеннями) (табл. 23):

Таблиця 23. Розрахунок до визначення навантажень

№ п/п	Вид навантажень	Формула визначення і розрахункові величини для визначення навантаження на 1 м погонний	NiII , кН/м
1.	Навантаження на верхньому обрізі фундаменту	NII	(по завданню) =	238.0
2.	Стінові фундаментні блоки (2 ряди)	Nс.б.ІІ		13.45
3.	Фундаментна плита	Nф.п.ІІ		6.72
4.	Ґрунт засипки на уступах фундаменту	Nз.ІІ	(bn-bc.б)(d-hn)ІІ.з=(1.2-0.5)(1.20-0.30) 17.5=	11.0
Всього:	NII	=	269.2

Величина R для прийнятих розмірів фундаменту (b = 1.2 м):

кПа.

Перевіряємо середнє напруження на підошві фундаменту:

кПа < 219 кПа

(Умова mt < R не виконується).

Так як необхідно повне виконання умови mt < R, то необхідно прийняти фундаментну плиту ФЛ-14.24-2 (таблиця додатку 2), для якої bn = 1.4 м, hn = 0.3 м, ln = 2.38 м, Qn =1.909.81= 18.6 кН.

Тоді уточнюємо навантаження (табл. 24), що передається на підошві фундаменту (п.п. 3, 4 розрахункової табл. 23).

Уточнена величина розрахункового опору:

кПа.

Таблиця 24

Збір навантажень після збільшення ширини фундаментної плити

№ п/п	Вид навантажень	Формула визначення і розра-хункові величини для визна-чення навантаження на 1 м погонний	NiII , кН/м
1.	Навантаження на верхньому обрізі фундаменту	NII	(по завданню)	238.00
2.	Стінові фундаментні блоки (два ряди)	Nс.б.ІІ		13.45
3.	Фундаментна плита	Nф.п.ІІ	18.6 / 2.38 =	7.81
4.	Ґрунт засипки на уступах фундаменту	Nз.ІІ	(1.4-0.5)(1.20-0.30)17.5=	14.18
Всього:	NII	238.0+13.7+8.0+14.2 =	273.44

Середнє напруження на підошві фундаменту ФЛ-14:

кПа < 221.1 кПа.

Недонапруження складає:

.

Видно, що перехід на збільшений розмір фундаментної плити недоцільний через запас в допустимому тиску на ґрунт основи.

Зауваження.

Якщо прийняти, що

кПа < 219 кПа (умова mt < R не виконується), то тоді перенапруження на підошві фундаменту складе:

Очевидно, що незначне перевищення mt над R не може суттєво вплинути на оцінку роботи основи як лінійно-деформованого середовища. Хоча норми вимагають виконання умови mt = р < R (п.7.6.7 ДБН [2]), на практиці, у випадках, коли розрахункове осідання значно менше гранично допустимого, або заміна розмірів фундаментів із конструктивних міркувань не забезпечує їх оптимального рішення, можна допустити перенапруження ґрунтів основи до 5%. Це міркування непрямо підтверджується і можливістю збільшення R, яке допускає норми без зміни характеристик ґрунтів за умови пониженої деформації основи (див. п. Е.10 додатку Е ДБН [2]).

Перевірку залізобетонної плити за міцністю на продавлювання та розрахунок армування не виконуємо, а обмежуємось перевіркою величини тиску для ІІ-го граничного стану по її підошві, так як йому відповідає група армування в стандарті (див. табл. 25). Для фундаментних плит така перевірка дає наступні результати: для плити ФЛ 14.24-2 тиск по підошві кПа. Ця величина менше допустимого для другої групи армування (див. табл. 25, де = 250 кПа), а це означає, що попередня оцінка марки фундаментної плити для цього випадку може залишатись, тобто ФЛ 14.24-2.

Для ширини b=1.2 м величина кПа < 250 кПа, що теж задовольняє вимогам для другої групи армування. Отже, з урахуванням викладених вище зауважень, приймаємо остаточно фундаментну плиту марки ФЛ 12.24-2. Марку цієї плити і використовуємо при складанні креслень перерізу фундаменту (ескіз на рис.18).

Таблиця 25. Найбільший допустимий тиск, , кПа, на підошві фундаментних плит за умовами їх армування

Ширина фундамент-ної плити, мм	Товщина фунда-ментної стіни не менше bc, мм	Найбільший допустимий тиск на основу , кПа, для другого граничного стану при групі армування
		1	2	3	4
600	300	600	600	600	600
800	300	250	570	570	600
	500	600	600	600	600
1000	300	220	260	450	500
1200...3200	160	150	250	350	450

Примітки:

1. Можливості використання стінок з розмірами 160...300 мм для плит шириною 600...1000 мм приведені в ГОСТ [20].

2. Конструктивне рішення, армування, витрата бетону та арматури приведена в таблицях стандарту.

3. Армування плит виконано для величини тиску по підошві фундаменту, що для І-го граничного стану складає (f =1.15 за вимогою стандарту [20]).

Таблиця 26. Класи важкого бетону залізобетонних плит серії ФЛ згідно з ГОСТ 13580-85

Ширина плити, мм	Клас бетону по міцності на стиск для типорозмірів плит по несучій здатності
	1	2	3	4
600	В 10	В 10	В 10	В 10
800	В 10	В 12.5	В 12.5	В 12.5
1000, 1200	В 10	В 10	В 12.5	В 12.5
1400	В 10	В 12.5	В 15	В 15
1600	В 10	В 12.5	В 15	В 25
2000	В 10	В 12.5	В 15	В 15
2400	В 10	В 12.5	В 15	В 25
2800	В 12.5	В 15	В 20	В 25
3200	В 12.5	В 20	В 25	-

Примітка: типорозміри 1...4 плит відповідають групам армування, що приведені в табл. 25

Бетонні блоки для стін підвалів повнотілі з важкого бетону виконують з бетону класу В 7.5, а при силікатному бетоні - В 12.5. В цілому стандарт 19 дозволяє в окремих обґрунтованих випадках змінювати клас бетону порівняно з вказаними значеннями в межах В 3.5...В 15.

Тому, клас бетону стінових блоків ФБС-24.5.6 - В 7.5.

За такою ж схемою проводять розрахунки і для інших перерізів в безпідвальній частині будинку.

3.6 Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків
для підвальної частини будинку

При виконанні проекту необхідно розрахувати також характерні перерізи в підвальній частині будинку: під зовнішню та внутрішню поздовжні стіни та одну поперечну. Розрахункова схема для кожного з перерізів призначається відповідно до виконаної вище “прив'язки” будинку. У вихідних даних приводять такі ж центрально прикладені навантаження на верхньому обрізі фундаментів, що і в безпідвальній частині для стін з однаковими осями. Розглянемо особливості розрахунку таких фундаментів на прикладі.

Вихідні дані: Виконаємо розрахунок стрічкового фундаменту під зовнішню стіну. Навантаження на верхньому обрізі: NІІ = 238 кН/м. Висота підвалу 2.5 м (тобто висота від підлоги підвалу до підлоги першого поверху). Несучий шар ґрунту - суглинок м'якопластичний ІГЕ-2. Характеристики цього ґрунту приведені вище в прикладі для безпідвальної частини будинку. Складаємо розрахункову схему (рис.19).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ширина стрічкового фундаментну при R0 = 225 кПа (береться з таблиці розра-хункових показників, як і для безпідвальної частини):

=1.34 м.

У цьому розрахунку приймаємо загальну глибину закладання фундаменту d = 2.40 м (див. рис.19).

Величину розрахункового опору R визначаємо при :

.

Тоді R (див. визначення коефіцієнтів с1, с2, k, kz, M, Mq, Mc для безпідвальної частини вище) з урахуванням того, що глибина закладання фундаменту d1 визначається для підвальної частини будинку, тобто d1 = 0.50 м, а :

Тут глибина підвалу db визначається спрощено як різниця в позначках поверхні ґрунту за межами будинку в місці перерізу та рівня підлоги підвалу (конструкцію підлоги можна не враховувати, тобто умовно розглядаємо ґрунтову підлогу).

Тоді db = 2.50 - 0.60 = 1.90 м.

Примітка: для фундаментів під внутрішні стіни позначка поверхні приймається по найближчому перерізу, що враховує позначки поверхні ґрунту з двох сторін будинку в цілому.

Так як визначена величина db = 1.90 м < 2.0 м за умови, коли ширина підвалу Впідв 20 м, то ця величина вводиться в розрахунок R. При фактичних значеннях db > 2.0 м в розрахунок повинна вводитися величина db = 2.0 м. При ширині підвалу Впідв > 20 м в розрахунок R завжди вводиться величина
db = 0. В тих випадках, коли рівень підлоги приміщення вище, ніж оточуюча поверхня, тобто d1 > d, в розрахунках приймають R: d1= d, а db = 0.

Уточнюємо величину ширини фундаменту при R = 260.4 кПа:

1.12 м.

Так як зміна b2 проти b є значною, додатково уточнюємо R, підставляючи в формулу b = 1.12 м:

Тоді зміна R буде допустимою, вона забезпечує стабільність розрахунку в подальшому:

.

Таке уточнення в цьому розрахунку буде останнім:

1.13 м.

За каталогом (див. додаток 3) приймаємо плиту ФЛ 12.24. В цілому потрібно мати на увазі, що для підвальної частини можна розглядати і менші розміри плит проти розрахункової величини b, так як зі сторони підвалу ґрунт зворотної засипки знаходиться тільки в межах підготовки під підлогу. Стінові блоки, як і для безпідвальної частини приймаємо ФБС-24.5.6.

Характеристика збірних блоків для цього перерізу наведена нижче (див. пояснення розділу 3.5 до розрахунку стрічкового фундаменту із збірних блоків в безпідвальній частині будинку):

Марка блока	Розміри, мм	Вага, кН	Клас бетону
	ширина	довжина	висота
ФБС-24.5.6	500	2380	580	16.0	В 7.5
ФЛ 12.24.3	1200	2380	300	16.0	В 12.5

Складаємо ескіз перерізу фундаменту (рис.20) та проводимо збір навантажень на рівні підошви фундаменту (табл. 27).

Таблиця 27. Збір вертикальних навантажень для перерізу фундаменту в підвальній частині

№ п/п	Вид навантаження	Формула визначення і розрахункова величина для визначення навантаження на 1 м погонний	NiII, кН/м
1	На верхньому обрізі	NII	(по завданню)=	238.0
2	4 ряди стінових фун-даментних блоків	Nс.бІІ	=4Qб/Lб=416.0/2.38 =	26.89
3	Фундаментна плита	Nф.пІІ	= Qп / Lп = 16.0/2.38 =	6.72
4	Ґрунт засипки на уступах фундаменту	NзІІ	=?(bп - bс.б)(d-hп+d1-hп)ІІ.3 = = ?(1.2-0.5)(2.4-0.3+0.5-0.3)17.5=	14.08
Всього:	285.7 кН/м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Середній тиск на підошві фундаменту:

кПа

Розрахунковий опір ґрунту для b = 1.2 м:

Умова = 238.1 кПа < R = 258.9 кПа виконується. Типорозмір фундаментної плити ФЛ 12.24.2 (друга група армування по табл.26) підтверджується, оскільки = 238.1 кПа < R = 250 кПа.

Примітка. При розрахунку перерізів фундаментів в підвальній і безпідвальній частині будинку під одну стіну (однакове навантаження) ширина фундаментних плит може бути різною: більшою або меншою, в залежності від ґрунтових умов і навантаження від фундаментних стін.

За такою ж схемою розраховуються та конструюються інші перерізи в підвальній частині будинку.

Розділ 4. Особливості розрахунку стрічкових монолітних фундаментів неглибокого закладання

Останнім часом в практиці будівництва відбуваються зміни на користь більш широкого використання монолітних фундаментів. Перш за все, це відноситься до стрічкових монолітних залізобетонних фундаментів, які стали основним типом фундаментів неглибокого закладання для житлових та суспільних будинків.

Порівняно із збірними вони мають більшу міцність на розтягуючі зусилля у поздовжньому напрямку, меншу витрату металу, їх розміри можуть бути більш оптимальними. За умови використання сучасних технологій бетонування якість монолітних фундаментів не поступається збірним, а їх вартість значно нижче. В Україні бетонування монолітних фундаментів відбувається практично протягом всіх періодів року.

Також до монолітних фундаментів відносяться бетонні, бутові і бутобетонні. Їх використовують для будівель і споруд, що мають невеликі навантаження на фундаменти за умови, що ґрунтові основи є надійними (вони не приводять до розвитку нерівномірних деформацій), а камінь є місцевим матеріалом. Для тимчасових будівель і споруд ІІ рівня відповідальності можуть влаштовуватись і цегляні стрічкові фундаменти, що за своєю конструкцією відповідають бетонним.

Розглядаючи ці типи стрічкових фундаментів, необхідно мати на увазі, що вони, за характером роботи, поділяються на жорсткі (в тілі цих фундаментів розвиваються стискуючі напруження) та гнучкі (коли в матеріалі тіла фундаменту виникають розтягуючі напруження). Це можна пояснити розсіюванням тиску, що передається на верхній обріз фундаменту стіною (рис. 21).

Граничну ширину розповсюдження стискуючих напружень в напівпросторі умовного тіла фундаменту, що обмежений верхнім обрізом та підошвою і має висоту hf, можна визначити за умовою:

де - ширина надземної конструкції в місці спирання її на фундамент, м;

- висота фундаменту, що призначена з урахуванням величини мінімальної глибини закладання та прийнятої позначки верхнього обрізу, м;

- кут розповсюдження стискуючих напружень в матеріалі фундаменту, град.

Теоретично для бетону = 450, а для кам'яних матеріалів - менше 450. На практиці приймають у межах = 30…400.

За фактичною шириною підошви фундаменту та величиною bu визначають конструкцію фундаменту: при b bu - жорстка (рис.21, а), а при b > bu - гнучка (рис.21, б).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 21. Схеми жорстких та гнучких фундаментів: а - жорсткий фундамент; б - гнучкий фундамент; в - розподіл стискуючих напружень в межах окремої ступені фундаменту; г - порівняльна оцінка ефективності конструкції жорсткого та гнучкого фундаменту. Тут hf і b висота та ширина фундаменту (індекси 1 і 2 відносяться відповідно до жорсткого та гнучкого фундаменту)

За умовою жорсткості також визначають мінімальну висоту жорсткого фундаменту:

Зазвичай на практиці величину задають залежно від матеріалу фундаменту та тиску на його підошві (табл. 28).

За величиною призначають і розміри ступенів жорсткого фундаменту, приймаючи (див. рис.21, в).

Таблиця 28. Граничні значення , що приймаються при конструюванні жорстких фундаментів

Матеріал фундаменту	Величина , при тиску на підошві фундаменту, кПа
	< 100	100…200	> 200
Бетон	1.10	1.20	1.25
Бутобетон	1.20	1.35	1.50
Бутовий камінь	1.35	1.50	1.75
Цегла*	1.35…1.50	1.50..1.75	1.75…2.00

Примітка: * - для цегли значення приймається в залежності від марки цегли

Так як в гнучких фундаментах виникають розтягуючі зусилля, то їх виконують залізобетонними. Гнучкі фундаменти мають перевагу над жорсткими по витраті матеріалу, глибині закладання, об'єму земляних робіт, міцності матеріалу та можливості їх роботи на згин у поздовжньому напрямку. На рис. 21г приведена порівняльна оцінка об'ємів тіла гнучкого та жорсткого фундаментів при їх однаковій ширині.

Глибину закладання монолітних фундаментів призначають із урахуван-ням вимог п.п. 3.1, 3.3 і 3.4 даного посібника. Розраховують монолітні фундаменти за тим же порядком, що й збірні (див. п.п. 3.2 і 3.5 вище).

Проте, основним для прийнятих розмірів фундаментів є розрахунок за міцністю: для жорстких - на стиск, для гнучких - як залізобетонної конструкції.

4.1 Розрахунок жорсткого стрічкового фундаменту

В окремих випадках в завданні на курсовий проект може бути поставлено завдання запроектувати жорсткий фундамент під стіну малоповерхового будинку. Розглянемо порядок розрахунку та конструювання таких фундаментів на прикладі бутового фундаменту під несучу цегляну стіну.

Вихідні дані: глибина закладання стрічкового фундаменту в безпідвальній частині будинку d = 1.8 м; навантаження на верхньому обрізі фундаменту для ІІ-го граничного стану NII = 198.1 кН/м, для І-го граничного стану NI = 221.8 кН/м. Товщина стіни 510 мм.

Розрахункову схему фундаменту складаємо з урахуванням ґрунтових умов та ширини фундаментної стінки на верхньому обрізі. В основі залягають:

ІГЕ-1 - рослинний шар, потужністю 0.7 м з ІІ = 14.6 кН/м3;

ІГЕ-2 - супісок з рештками органічної речовини, потужністю 0.8 м з ІІ = 15.2 кН/м3;

ІГЕ-3 - пісок дрібний середньої щільності малого ступеню водонасичення, потужністю 8.3 м з показниками: ІІ = 17.1 кН/м3; ІІ = 310, сІІ = 2 кПа, R0 = 300 кПа.

Товщина фундаментної стінки монолітного жорсткого фундаменту зазвичай призначається більшою проти товщини стіни на 50…100 мм (див. рис. 16, б). При цьому враховують, щоб ця товщина була не менше мінімально допустимої: 300 мм для бетонної, 350 мм для бутобетонної, 400 мм для бутової та 380 мм для цегляної. Товщина фундаментної стінки з бетону, бутобетону та буту приймається кратною 50 мм, із цегли - повинна відповідати товщині цегляних стін (кратна розмірам цегляної кладки).

Размещено на http://www.allbest.ru/

При заданому розмірі стіни приймаємо товщину бутової фундаментної стіни - 600 мм. Розрахункова схема з урахуванням рівня верхнього обрізу приведена на рис. 22. Горизонтальна гідроізоляція в рівні верхнього обрізу повинна влаштовуватись вище за асфальтове мощення не мен-ше, ніж на 50 мм. Конструкцію підлоги не враховуємо.

Висоту фундаменту по-чатково приймаємо hf = 2.0 м.

Ширина підошви фунда-менту при центральному за-вантаженні з використанням R0 як і при розрахунку стрічкового збірного фундаменту (див. п.3.5 вище), складе:

= 0.75 м.

Уточнюємо величину R за формулою (Е.1) норм [2]:

254.8 кПа.

с1 = 1.3 i с2 = 1.1 (прийнято для співвідношення довжини будинку до його висоти L / Н > 4) по табл. 21, а k = 1.1 (при визначенні характеристик міцності ІІ і сІІ за таблицями 7 і 12 у відповідності до фізичних показників ґрунту), kz = 1.0;

M, Mq, Mc - при = 310 по табл. 22 посібника;

d1 = d; db = 0; b = b1;

величини питомої ваги: ІІ = 17.1 кН/м3 (для несучого шару);

кН/м3 (для ґрунтів вище підошви фундаменту);

Уточнюємо ширину підошви фундаменту при R = 254.8 кПа:

= 0.91 м.

Так як b2 значно збільшилось порівняно з b1 (більше, ніж на 5%), проводимо уточнення величини R:

259.3 кПа.

Ще раз уточнюємо ширину підошви фундаменту при R = 259.3 кПа:

= 0.89 м.

Зміна ширини є незначною, що й підтверджуємо розрахунком:

.

За виконання цієї умови припиняємо уточнювати R i b.

Ширина фундаменту повинна бути кратною 100 мм. Тому приймаємо
b = 0.9 м. Перевіряємо загальну умову жорсткості.

За табл. 28 приймаємо величину = 1.75, враховуючи, що наближено тиск на підошві фундаменту

кПа > 200 кПа.

bu = bc + 2hf tg = 0.51 + 22.0 / 1.75 = 2.80 м > b = 0.90 м (підставляємо ).

Конструкція фундаменту може бути виконана жорсткою.

Визначаємо виліт консольних виступів підширення підошви фундаменту:

м.

Примітка: розміри ступенів повинні бути кратними 50 мм.

Так як сі не перевищує 0.3…0.4 м (що допускається як виліт для одного ступеня), приймаємо один ступінь підширення. При цьому враховуємо, що мінімальна висота ступенів призначається з урахуванням можливості виконання кладки фундаменту надійної конструкції. Так, для бетонних ступенів висота мінімально складає 250 мм, для бутобетону - 300 мм, бутової кладки - 350 мм. Для цегляної кладки конструктивного обмеження в рядах не має, хоча рекомендується, щоб висота ступені перевищувала 200 мм.

За умови жорсткості ступеня її висота при = 1.75 повинна бути більшою за

м.

Приймаємо h1 = hi.min = 0.35 м > 0.26 м.

Остаточно конструюємо фундамент (рис. 23).

Примітки:

1. При декількох ступенях їх розміри рекомендується приймати близькими між собою за геометрією.

2. Кількість ступеней звичайно приймають до 3-х, хоча при масивних фундаментах вона може бути збільшена.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приймаємо, що фундаменти влаштовуються з постелистого каменю марки М 300, що вкладаються на цементно-піщаному розчині марки М 25.

Виконаємо збір навантажень на рівні підошви фундаменту в табличній формі (табл. 29), як це було прийнято для збірних стрічкових фундаментів. Зворотну засипку виконаємо з дрібного піску ІГЕ-3 з пошаровим ущільненням до II = 17.0 кН/м3.

Таблиця 29. Збір навантажень на 1 м погонний фундаменту

Номер п/п	Вид навантажень	Формула визначення і розрахункові величини для визначення навантаження на 1 м погонний	NiII , кН/м
1.	Навантаження на верхньому обрізі фундаменту	NII	(по завданню) =	198.1
2.	Бутова кладка фундаменту	Nm.ІІ	(0.350.9 + 1.650.6)22.0 =	28.7
3.	Ґрунт засипки на уступах фундаменту	Nз.ІІ	0.151.45217.0 =	7.4
Всього:	NII	=	234.2

Величина R для прийнятих розмірів фундаменту (b = 0.9 м):

259.0 кПа.

Перевіряємо середнє напруження на підошві фундаменту:

кПа > R = 259.0 кПа.

Перенапруження складає:

Таке перенапруження допустиме (див. примітку в розділі 3.5). Прийняті розміри фундаменту залишаються без змін.

Виконаємо перевірку міцності бутової кладки для найбільш навантаженої ділянки. Для даного прикладу це рівень верхнього обрізу плитної частини фундаменту. Розрахунок виконуємо на розрахункові навантаження для І-ї групи граничних станів, що прикладені без ексцентриситету (е = 0).

Для центрально стиснутої фундаментної стіни перевірку міцності бутової кладки виконуємо за формулою (10) СНиП ІІ-22-81 [8]:

NI mg R A

де NI - розрахункова вертикальна сила в даному перерізі стіни; mg - коефіцієнт, що враховує довготривале завантаження (приймаємо mg = 1); - коефіцієнт поздовжнього згину. Фундаментна стіна майже повністю заглиблена в ґрунт (знаходиться в защемленому стані), тому приймаємо = 1; А - площа перерізу: А = 0.61.0 = 0.6 м2; R - розрахунковий опір стиску бутової кладки з каменю марки М 300 на розчині марки М 25 визначаємо по табл. 8 СНиП ІІ-22-81 [8] R = 0.7 МПа. З урахуванням того, що кладка з постелистого буту, приймаємо в розрахунок R = 1.50.7 = = 1.05 МПа (див. примітку, п.3 до табл. 8 цих норм).

Виконаємо збір навантажень у табличній формі (табл. 30).

Таблиця 30. Збір навантажень на 1 м погонний на рівні верхнього обрізу плитної частини фундаменту

Номер п/п	Вид навантажень	Формула визначення і розрахункові величини для визначення навантаження на 1 м погонний	NiI , кН/м
1.	Навантаження на верхньому обрізі фундаменту	NI	(по завданню) =	221.8
2.	Бутова кладка стіни фундаменту	Nm.І	0.61.6522.01.1 =	23.96
Всього:	NI	=	245.76

Примітка: Питома вага бутової кладки =22 кН/м3. Для цегли можна приймати = 19 кН/м3, бутобетону - = 23 кН/м3 та бетону - = 24 кН/м3

Тоді: 245.76 кН < 1.01.01.051030.6 = 630 кН.

Міцність кладки фундаментної стіни (фундаменту) достатня.

Зауваження:

1. Для інших матеріалів кладки R приймається за відповідними таблицями СНиП ІІ-22-81 [8]: цегли - табл.2, бетонних фундаментних суцільних блоків - табл. 4, бутобетону - табл. 9. Для фундаментів з монолітного бетону величина Rb - за табл. 13 СНиП 2.03.01-84 [7] або табл.32.

2. При розрахунку фундаментних підвальних стін коефіцієнт розраховується за рекомендаціями СНиП ІІ-22-81 [8].

3. При позацентровому навантаженні фундаментів перевірку міцності матеріалу фундаментів виконують за формулою (13) СНиП ІІ-22-81 [8]: NI mg 1 R Aс з врахуванням пояснень до визначення необхідних величин 1 , Aс і , що відповідно враховують поздовжній згин, площу стиснутої частини перерізу. Коефіцієнт для фундаментів може бути прийнятий = 1.

4. При складних рішеннях фундаментів з кам'яних матеріалів доцільно скористатись поясненнями посібника [38].

4.2 Розрахунок гнучкого стрічкового фундаменту

Як уже підкреслювалось, за сучасних умов будівництва широко використовують гнучкі фундаменти з монолітного залізобетону. За своєю конструкцією вони можуть бути повністю монолітними або комбінованими (рис. 24).

Прийняття тієї чи іншої конструктивної схеми гнучких фундаментів обґрунтовується наявністю підвальної частини будівлі та можливістю використання збірних стінових блоків (останні доцільні, коли маємо перекриття із збірних плит чи панелей).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 24. Можливі конструктивні схеми гнучких фундаментів: монолітні: а - безпідвальна будівля, б - підвальна будівля; комбіновані: в - 1 монолітний залізобетон, 2 - збірні стінові фундаментні блоки

Порядок розрахунку, що викладений в п.п. 3.1…3.4, є єдиним як для збірних, так і для монолітних фундаментів. Проте, порівняно з розрахунком стрічкових фундаментів із збірних блоків (п.п. 3.5, 3.6), деякі попередні вимоги, що пов'язані із загальною побудовою розрахункових схем, змінюються.

Так, глибина закладання підошви фундаменту призначається за умови d dmin, але попередні розміри за висотою фундаменту можуть не обмежуватися висотою збірних блоків. Висота фундаменту призначається кратною 100 мм. При цьому прив'язка будинку до оточуючої поверхні зберігається як і для варіанту фундаментів із збірних блоків. Товщина фундаментної стіни призначається кратною 50 мм із монолітного залізобетону та 100 мм при використанні збірних стінових блоків. Фундаментна стінка повинна забезпечувати надійне опирання несучих конструкцій будівлі (див. п. 3.4). В звичайній практиці мінімальна товщина фундаментних стін складає 300 мм, хоча за умови міцності їх конструктивна товщина може бути зменшена до 200…250 мм (при забезпеченні умов опирання стінових конструкцій будівлі).

Товщина плити фундаменту мінімально може складати 200 мм (за умови влаштування бетонної підготовки товщиною 50…100 мм). Звичайно для невеликих за шириною стрічкових фундаментів приймають 300 мм. Прийнята товщина плитної частини перевіряється на її продавлювання фундаментною стіною.

Для підвальних приміщень необхідно враховувати, що мінімальне заглиблення фундаменту нижче рівня підлоги підвалу повинно складати 0.5 м (за умови влаштування бетонної підлоги ця величина може бути зменшена так, щоб загальний тиск ґрунту підготовки з конструкцією підлоги не був менше тиску ґрунту засипки з боку ґрунтової підлоги на рівні підошви фундаменту). Для влаштування підлоги необхідно залишати між верхнім обрізом плитної частини та рівнем підлоги не менше 50 мм. Ці вимоги і використовують при призначенні d і d1 для гнучких фундаментів. Проте, при використанні армованої підлоги та забезпеченні достатньої несучої здатності основи за І-м граничним станом величина мінімального заглиблення може бути значно меншою 0.5 м, що підтверджується окремим розрахунком.

Приведені роз'яснення повною мірою відносяться до малозаглиблених та мілкого закладання стрічкових фундаментів. Для заглиблених фундаментів їх конструкція виконується більш складною, так як необхідно додатково сприймати значний горизонтальний тиск оточуючого ґрунту. В цьому випадку для фундаментів неглибокого закладання норми [2] рекомендують враховувати роботу всієї фундаментно-підвальної частини. Такі розрахунки є предметом розгляду при навчанні за спеціалізацією, а в основному курсі детально не розглядаються.

Розглянемо приклад розрахунку стрічкового гнучкого фундаменту під несучу стіну будинку з підвалом.

Вихідні дані: використовуємо вихідні дані з розрахунку збірного стрічкового фундаменту, які приведені в п. 3.6, при тому, що NII = 283.4 кН/м. Його конструкцію приймаємо комбінованою: плитну частину - монолітною залізобетонною, фундаментну стінку - із збірних стінових фундаментних бетонних блоків. При складанні розрахункової схеми фундаменту використаємо приведену на рис. 19 схему як таку, що за умови прив'язки та заглиблення відповідає вимогам конструювання комбінованого фундаменту. Товщину плитної частини фундаменту приймаємо 300 мм.

Примітка. Для студентів, що не мають практичного досвіду з проектування фундаментів, при призначенні товщини фундаментної плити з монолітного залізобетону можна орієнтуватися на конструктивні розміри збірних фундаментних залізобетонних плит (див. додаток 2). Тобто, при очікуваній ширині фундаменту до 1.6 м товщину плити приймаємо 300 мм (в усіх випадках це може бути початкова товщина). При збільшенні b приймаємо спочатку hп = 350 мм зі збільшенням через 50 мм до 500…600 мм.

Розрахункову схему такого перерізу приведено на рис. 25.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бачимо, що розрахункова схема практично повторює таку ж схему для фундаментів із збірних блоків.

Ширина стрічкового фундаменту при R0 = 225 кПа:

= = 1.60 м.

Уточнюємо величину R за формулою (Е.1) додатку Е норм [2] (див. приклад в п. 3.6: db = 1.9 м, ІІІ = 16.96 кН/м3):

Уточнюємо необхідну ширину підошви фундаменту при R1 = 263.2 кПа:

= 1.32 м.

Проводимо уточнення величини R:

При R = 260.2 кПа маємо уточнене значення b:

= 1.34 м.

Перевіряємо достатність розрахунків за зміною величини b:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приймаємо ширину фунда-ментної плити з урахуванням наявності підвалу зменшеною, тобто b = 1.30 м (кратною 100 мм). Тут же зауважимо, що при менших величинах b їх розмір можна приймати кратним 50 мм.

Складаємо ескіз перерізу фундаменту (рис. 26) та прово-димо збір навантажень на рівні підошви: а) для другого гранич-ного стану (табл. 31) - для перевірки тиску по підошві фундаменту; б) для першого гра-ничного стану на рівні верхнього обрізу фундаментної плити - для розрахунку на продавлювання (там же). Використаємо вагу стінових блоків з п.3.6.

Таблиця 31. Збір навантажень на рівні підошви фундаменту

Номер п/п	Вид навантаження	Формула визначення і розрахункові величини для визначення навантаження на 1 м погонний	Для граничного стану, N, кН/м
			ІІ	І
			f	NІІ	f	NІ
1.	На верхньому обрізі фундаменту	(по завданню) =	1.0	283.4	1.2	340.10
2.	Чотири ряди стінових фундаментних блоків	4 Qб / Lб = 416.0 / 2.38 =	1.0	26.89	1.1	29.58
3.	Фундаментна плита	bпhпII.m = 1.30.325.0 =	1.0	9.8	-	-
4.	Ґрунт засипки на уступах фундаменту	0.5(bп - bс.б) (d-hк+d1-hп)II.3 = 0.5 (1.3-0.5)(2.4-0.3+0.5-0.3)17.5=	1.0	16.1	-	-
Всього N =	336.19	369.68

Примітки:

1. Для навантаження, що діє на верхньому обрізі фундаментної стіни для І-го граничного стану, приймаємо середнє значення f = 1.2.

2. Збір навантажень для І-го граничного стану виконуємо для рівня верху фундаментної плити

Середнє напруження (тиск) на підошві фундаменту:

кПа.

Розрахунковий опір ґрунту при b = 1.3:

Умова mt = 258.61 кПа < R = 260.0 кПа виконується. Геометричні розміри фундаменту за ґрунтовими умовами підібрані задовільно.

Проведемо перевірку достатності прийнятих розмірів плитної частини фундаментів за умови міцності матеріалу.

Тут потрібно мати на увазі, що стрічкові залізобетонні фундаменти звичайно виконують з важкого бетону класів В 12.5…В 25. Перехід на інші класи бетону повинен бути обґрунтований як розмірами фундаменту, так і навантаженням, що на нього передаються. Розрахунковий опір бетону для розрахунків за міцністю (І-а група граничного стану) приймають при коефіцієнті умов роботи b2 = 1.0. Для вказаних класів значення розрахункового опору на стиск Rb та на розтяг Rbt приймаємо за табл. 32 (або за нормами [7]).

Для армування плитної частини фундаменту (а при необхідності і фундаментних стін), використовують арматуру класів А 240С, А 400С та
А 500С за ДСТУ 3760:2006 [14]. При цьому для робочої арматури використовують переважно арматуру класу А 400С і А 500С, монтажної -
А 240С і А 400С. Для робочої арматури використовують стержні 10 мм і більше, для монтажної - починаючи з 6 мм. Розрахунковий опір арматури приймають за табл. 33 або за нормативними рекомендаціями [41].

Таблиця 32. Розрахункові опори важкого бетону Rb і Rbt та модуль пружності Е при коефіцієнті b2 = 1.0

Вид опору	Величини Rb і Rbt, МПа та Е, х103 МПа при класі бетону
	В 7.5	В 10	В12.5	В15	В20	В25	В 30
Стиск осьовий, Rb	4.5	6.0	7.5	8.5	11.5	14.5	17.9
Розтяг осьовий, Rbt	0.48	0.57	0.66	0.75	0.90	1.05	1.20
Модуль пружності, Е	16.0	18.0	21.0	23.0	27.0	30.0	32.5

Таблиця 33

Розрахунковий опір арматури для розрахунків за І-м граничним станом

Клас арматури	Розрахунковий опір арматури, МПа
	на розтяг	на стиск, Rsc
	робочої, Rs	монтажної, Rsw
А 240С	225	175	225
А 400С (O6...8)	365	290 (260)*	365
А 400С (O10...40)	375	290 (260)*	375
А 500С (O8...22)	450	290 (260)*	450 (400)**
А 500С (O25...32)	435	290 (260)*	435 (400)**

Примітки

1. * - Rsw = 260 МПа , якщо в зварних каркасах діаметр хомутів менше діаметра поздовжніх стержнів.

2. ** - Rsw = 400 МПа для розрахунку на короткочасні або особливі (наприклад, сейсмічні) навантаження

Також необхідно враховувати, що величина захисного шару бетону для нижньої робочої арматури плитної частини фундаментів призначається не менше 70 мм при відсутності бетонної підготовки, або 35 мм за наявності бетонної підготовки. Бетонна підготовка товщиною 50…100 мм повинна виконуватись із важкого бетону класу В 3.5, В 5, В 7.5 або В 10.

Оскільки плитна частина стрічкового фундаменту розглядається як центрально-навантажена, то розрахунок її на продавлювання виконується за умовою:

F Rbt umt h0.pl

де F - продавлююча сила, що приймається на рівні верхньої основи призми продавлювання, тобто на рівні верхнього обрізу плитної частини фундаменту. При цьому призма продавлювання будується під кутом в 450 від грані фундаментної стінки (рис. 27);

umt - середньоарифметичне значення периметра верхньої та нижньої основи призми продавлювання. Для стрічкового фундаменту при його розрахунку на довжині 1 пог м маємо: umt = 21.0 = 2.0 м;

h0.pl - розрахункова висота плитної частини фундаменту.

h0.pl = hpl - а = 300 - 70 = 230 мм

(фундамент влаштовується без бетонної підготовки).

Сила продавлювання F визначається як зусилля, що прикладене на консольних виступах плитної частини:

F = (b - bc - 2h0) Іmt,

де 284.37 кПа;

- для прикладу, що розглядається, взято величину сумарного навантаження на рівні верху фундаментної плити з табл. 31.

F = (1.3 - 0.5 - 20.23)284.37 = 96.69 кН/м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 27. Схема продавлювання плитної частини фундаменту,
що розглядається як приклад

Для прийнятих розмірів b = 1300 мм та консольних виступах в 170 мм з врахуванням Іmt = 282.7 кПа приймаємо клас бетону В 12.5, для якого Rbt за табл. 32: Rbt = 0.66 МПа.

Тоді: 96.69 кН/м < 0.661032.00.23 = 303.6 кН/м.

Умова виконується. Товщина плитної частини достатня.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Визначимо необхідну площу перерізу арматури для армування плитної частини фундаменту. Для цього складаємо розрахун-кову схему (рис. 28).

В якості робочої використовуємо арматуру класу А 400С, для якої Rs = 375 МПа.

Розрахунковим пере-різом для одноступінчастого перерізу є переріз І-І, що проходить по грані фун-даментної стінки.

Тут діє згинальний момент від реактивного тиску ґрунту, він визначений без урахування власної ваги плити та ґрунту на його обрізах, як це враховувалось у розрахунку на продавлювання:

22.75 кНм.

Отже,

0.044,

де для бетону класу В 12.5 за табл. 32 - Rb = 7.5 МПа.

За табл. 20 посібника [35] знаходимо = 0.9775.

Тоді необхідний переріз розтягнутої арматури:

2.7010-4 м2 = 2.70 см2.

Враховуючи, що крок стержнів робочої арматури повинен бути 100…200 мм, приймаємо 510 А 400С, для яких As = 3.93 см2. Як і очікувалось, армування плитної частини вказаних розмірів є близьким до конструктивного.

Поперечну арматуру, як монтажну, приймаємо з 56 А 240С. В той же час, для забезпечення надійної роботи фундаменту на поздовжній згин, необхідно виконати розрахунок на сумісну роботу фундаменту з основою. При цьому в роботі фундаменту враховують і надземні конструкції. В курсовому проекті можна умовно прийняти і таке армування, яке відповідає мінімальному армуванню армованого шва, тобто (4...5)10 А 240С.

Конструювання плитної частини виконують згідно з вимогами посібника до СНиП 2.03.01-84 [5].

Розділ 5. Розрахунок стовпчастих залізобетонних фундаментів неглибокого закладання

5.1 Загальна характеристика стовпчастих фундаментів

Стовпчасті фундаменти влаштовують під колони, стовпи, а інколи - під стіни (з використанням фундаментних балок). Найчастіше стовпчасті фундаменти виконують із залізобетону, значно рідше з бетону, бутобетону або буту. Під збірні залізобетонні колони, що передають порівняно невеликі навантаження на фундаменти, влаштовують збірні залізобетонні фундаменти. Вони мають обмежені розміри підошви. Такі фундаменти класифікують як «стаканного» типу. Їх виготовляють одноблочними за ГОСТ 24426-80* [21]. В будівництві ці фундаменти не мають широкого поширення. Збірні залізобетонні фундаменти з декількох блоків дають можливість зменшити вагу блоків та збільшити розміри плитної частини (що означає, і можливість сприйняти більші навантаження). Як правило, в цих фундаментах окремо використовують блок підколонника. Такі фундаменти використовували для колон промислових будівель. Окремі блоки в цій конструкції з'єднуються за допомогою закладних деталей та випусків арматури, що наближає її до збірно-монолітних фундаментів. Ці фундаменти використовують для колон спеціальних будівель. Сьогодні в їх використанні необхідність майже повністю відпала. Значно більшого поширення набули фундаменти з монолітного залізобетону. Вони виконуються зі ступінчатою та пірамідальною плитною частиною (рис. 29).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 29. Стовпчасті монолітні залізобетонні фундаменти: з низьким (а, б) та високим (в, г) підколонником; з ступінчастою (а, в) та пірамідальною (б, г) плитною частиною

Висота підколонника визначається необхідністю закладання підошви фундаменту на заданій глибині. Форма підошви може бути квадратною або прямокутною. Такі фундаменти виготовляються під збірні чи монолітні залізобетонні та металеві колони. Стовпчасті фундаменти можуть влаштовуватись під цегляні стовпи, бути частиною спеціальних споруд.

Висота низького підколонника визначається за умови продавлювання фундаменту колоною. При призначенні мінімальної висоти фундаменту під збірні залізобетонні колони з улаштуванням стакану, приймають, що висота стакану складає не менше більшого перерізу колони, до якого додається 50 мм на вирівнювання цементним розчином дна стакану.