Исходя из условий заделки колонны в фундаменте, определяется минимальная высота фундамента:
Hf = hcf + 200 мм, (8)
где hcf – глубина стакана в мм; 200 мм – минимальная толщина дна стакана фундамента по конструктивным требованиям.
Глубина стакана hcf определяется из условий:
а) жесткой заделки колонны в стакане фундамента;
б) анкеровки продольной рабочей растянутой арматуры колонны.
Величина заделки колонны в стакане фундамента hз зависит от вида напряженного состояния, вида и размеров поперечного сечения колонны.
Для колонн прямоугольного поперечного сечения величина заделки принимается:
hз = (1 ¸ 1,5)×hc, (9)
где hc – высота поперечного сечения колонны в уровне обреза фундамента.
В случае, когда колонна двухветвевая, величина заделки принимается равной:
– при hc < 1,2 м – hз = hc×[1 – 0,8×(hc – 0,9)]; (10)
– при hc ³ 1,2 м – hз = 0,5 + 0,33hc; (11)
– при hc < 2,1 м – hз = 1,2 м. (12)
Глубину заделки растянутой ветви двухветвевой колонны необходимо проверить по плоскостям контакта бетона замоноличивания:
а) с бетоном стенок стакана по формуле
; (13)
б) с бетоном ветви колонны по формуле
, (14)
где и – величины сцепления по плоскостям контакта бетона замоноличивания, принимаются по табл. 4 настоящих методических указаний, заимствованной из [15]; bc и hc – размеры ветви колонны; Nt – растягивающее усилие в ветви колонны.
Таблица 4
Опалубка | Величина сцепления по плоскостям контакта бетона замоноличивания с бетоном | |
стенок стакана | ветви колонны | |
Деревянная | 0,35Rbt | 0,40Rbt |
Металлическая | 0,18Rbt | 0,20Rbt |
Примечание: Величина Rbt относится к бетону замоноличивания. |
Глубина заделки колонны в стакан фундамента из условия анкеровки продольной рабочей арматуры колонны принимается по табл. 5 настоящих методических указаний в зависимости от класса бетона и арматуры и диаметра арматуры.
Таблица 5
Величина заделки рабочей арматуры колонны в фундаменте
Класс арматуры | Поперечное сечение колонны | Величина заделки рабочей арматуры колонны в фундаменте при классе бетона колонн | |||
В15 | В20 и выше | ||||
растянутой | сжатой | растянутой | |||
A-II | прямоугольное | 25ds | 15ds | 20ds | 10ds |
двухветвевое | 30ds | 15ds | 25ds | 10ds | |
A-III | прямоугольное | 30ds | 18ds | 25ds | 15ds |
двухветвевое | 35ds | 18ds | 30ds | 15ds |
Глубина стакана в зависимости от величины заделки колонны определяется по формуле
hcf = hз + 0,05 м. (15)
При проектировании принимается большая из двух вычисленных значений высот фундамента – по условиям сезонного промерзания грунтов или жесткой заделки колонны в стакане фундамента.
После определения высоты фундамента принимаются размеры подколонника.
Поперечные размеры подколонника зависят от размеров поперечного сечения колонны и толщины стенок стакана:
, м; (16)
где – толщина стенки стакана, расположенной параллельно плоскости действия изгибающего момента; bw – толщина стенки стакана, расположенной перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента.
Если толщина стенок стакана более 200 мм и более 0,75hcf или более 0,75hз (при hcf > hз), стенки стакана армируются по конструктивным требованиям.
При невыполнении этих условий стенки стакана армируются расчетной продольной и поперечной арматурой. В этом случае толщина стенок стакана должна быть не менее 150 мм и не менее величин, указанных в табл. 6.
Таблица 6
Направление усилия | Толщина стенок стакана | ||
Колонны прямоугольного сечения с эксцентриситетом продольной силы* | Двухветвевые | ||
е0 < 2hc | е0 > 2hc | ||
В плоскости действия изгибающего момента | bw ³ 0,2hcol | bw ³ 0,2hcol | |
Из плоскости изгибающего момента | 150 мм | 150 мм | 150 мм |
megaobuchalka.ru
Cтраница 1
Глубина стакана назначается также с таким расчетом, чтобы была обеспечена анкеровка стержней рабочей арматуры стойки. [1]
Глубину стакана фундамента принимают 90 см, что согласно данным гл. Расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принято 250 мм. Полная высота фундамента Я 900 2501150 мм принимается 1200 мм, что кратно 300 мм. [2]
Кроме того, глубина стакана должна обеспечивать возможность заделки продольной арматуры колонн в фундамент на длину, равную 25 диаметрам стержней. [4]
В сборных фундаментах глубина стакана должна быть не менее большего размера сечения колонны плюс 50 мм на заливку раствора. Толщина дна стакана принимается не менее 200 мм. Толщину стакана поверху рекомендуется принимать не менее 200 мм и не менее 0 75 высоты верхней ступени. Размеры зазоров между стенками стакана и колонной принимаются 75 мм поверху и 50 мм понизу. [5]
Для возможности рихтовки колонны глубину стакана фундамента принимают равной глубине заделки ( колонны) плюс 50 мм. Толщину дна стакана следует принимать по расчету на продавли-вание стаканного фундамента, но не менее 200 мм. Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху нужно принимать не менее 0 75 высоты верхней ступени ( подколенника) фундамента или 0 75 глубины стакана hc и не менее 200 мм. [7]
Для некоторых колонн указанного поперечного сечения требуется глубина стакана ftc 1250 мм. [8]
Перед установкой стаканной части отдельных фундаментов должна быть проверена глубина стаканов: Дорустгается-отклоишие глубины стакана до 50 мм. Стаканы с минусовыми отклонениями по глубине к установке непригодны. [9]
В фундаментах устраивают гнезда-стаканы для установки сборных колонн. Глубина стакана должна быть не менее диаметра или большей стороны колонны плюс 50 мм и не менее 20 диаметров ее рабочей арматуры. [11]
Расчет сечений фундаментов стаканного типа выполняют так же, как фундаментов монолитных колонн. Глубину стакана назначают не меньше большего размера сечения колонны, а для двухветвевых колонн - не менее полуторного большего размера поперечного сечения отдельной ветви и не меньше 0 5 размера большей стороны полного сечения колонны. [13]
Глубину стакана фундамента п принимаем 90 см, что, соглас - - но данным гл. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Условное расчётное сопротивление грунта . Глубина заложения фундамента по условиям промерзания грунта
Значение усилий для расчёта фундамента принимаем из расчёта колонны в сечении 2-1 на уровне обреза фундамента. Нормативные значения усилий определяем делением расчётных нагрузок на усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке .
Усилия, действующие относительно оси подошвы фундамента (без учёта собственного веса фундамента и грунта на его уступах), определяем по формулам:
и— усилия от веса стены, остекления и фундаментной балки;
— высота фундамента.
Предварительно определяем высоту фундамента из конструктивных требований. Глубина заделки двухветвевой колонны в стакан фундамента должна быть не менее , где— больший размер сечения всей колонны; не менее
Нагрузку от веса стен, остекления и фундаментной балки, передающуюся на фундамент определяем по формуле:
— вес 1м2кирпичной стены толщиной 510 мм;
— вес 1м2остекления;
и— высота кирпичной стены и остекления до отметки 9.78 м;
G= 12,9 кН — вес фундаментной балки.
Эксцентриситет этой нагрузки относительно оси фундамента (при толщине стены 510 мм и высоты сечения колонны 1300 мм):
Изгибающий момент от веса стены:
Расчёт выполняем на две наиболее опасные комбинации усилий с наибольшим по абсолютному значению изгибающим моментом и с наибольшей продольной силой. Значение усилий даны в табл. 9
Таблица 9
Коэффициент надёжности по нагрузке | Расчётное усилие | Комбинация усилий | |
первая | вторая | ||
|
| -389,81 | -353,49 |
| 1312,07 | 1661,1 | |
| 35,46 | 41,53 | |
|
| -339 | -307,4 |
| 1141 | 1444,4 | |
| 30,8 | 36,1 | |
|
| -827,52 | -801,2 |
| 1731,1 | 2080,1 | |
|
| -719,6 | -696,7 |
| 1505,3 | 1808,8 |
Для подбора размеров подошвы фундамента используем усилия при . Расчёт производим методом последовательных приближений. Предварительно площадь подошвы фундамента определяем как для центрально нагруженного по формуле:
, где
1,1 — коэффициент, учитывающий наличие момента.
Назначаем соотношение сторон фундамента и получаем:
,
Принимаем размеры подошвы фундамента
Так как заглубление фундамента меньше 2 м, ширина подошвы больше 1м, необходимо уточнить нормативное давление на грунт по формуле:
Определяем краевое давление на основание.
Вторая комбинация усилий:
, где
— нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах;.
Поскольку условие не выполняется, назначенные размеры подошвы фундамента недостаточны. Увеличиваем размеры подошвы фундамента,, тогда
Определяем краевое давление на основание.
Вторая комбинация усилий:
Первая комбинация усилий:
Проверка напряжений в основании показывает, что размеры подошвы фундамента достаточны.
Учитывая значительное заглубление фундамента, принимаем его конструкцию с подколонником стаканного типа и плитой переменной высоты. Назначаем толщину стенок стакана 325 мм > , зазор между колонной и стаканом поверху 75 мм, понизу 50 мм. Высоту ступеней фундамента назначаем. Высота подколонника:
. Размеры ступеней в плане:;;;. Размеры подколонника;(рис. ).
Высота плитной части фундамента . Проверяем достаточность принятой высоты плитной части из расчёта на продавливание.
Так как высота фундамента от подошвы до дна стакана
и
, то
выполняем расчёт на продавливание фундамента колонной от дна стакана, при этом учитываем только расчётную нормальную силу , действующую в сечении колонны у обреза фундамента.
Рабочая высота дна стакана средняя ширина;
Расчёт на продавливание производим по формуле:
, т.е. прочность дна стакана на продавливание колонной обеспечена.
Проверяем прочность фундамента на раскалывание. Вычисляем площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечений колонны параллельно сторонам а и b:
При прочность на раскалывание проверяем из условия:
, то есть прочность на раскалывание колонной обеспечена.
studfiles.net
Строительные и ремонтные работы
Каркасная конструкция производственного здания обусловливает необходимость устройства самостоятельного фундамента под каждую колонну. Размер его определяется нагрузкой, приходящейся на колонну, предельно допустимым давлением на грунт под подошвой фундамента и глубиной промерзания грунта. В одноэтажных производственных/Зданиях сетка колонн обычно не бывает меньше 6X 6 м. Поэтому фундаменты под колонны получаются в виде столбчатых опор. Сравнительно редко, при больших нагрузках и слабых грунтах, подушка столбчатых фундаментов вырастает до таких размеров, что их становится целесообразным слить в одну сплошную ленту. Сплошная лента может возникнуть в случае неоднородных грунтов по оси колонн для выравнивания неравномерных осадков основания или когда фундаменты колонн служат одновременно стеной примыкающего подвала. Если ленточные фундаменты не обеспечивают необходимой прочности и устойчивости, то устраивают сплошную плиту под всем сооружением. В большинстве случаев (около 75%) фундаменты производственных зданий устраивают на естественном основании. Если грунты слабые и не в состоянии воспринять передающееся на них давление, то устраивают искусственное основание (чаще всего свайное), существенно увеличивающее стоимость фундамента, ф Наибольшее распространение в промышленном строительстве получили монолитные и сборные железобетонные фундаменты стаканного типа (рис. 10.4). Монолитные фундаменты обычно оказываются ниже по стоимости. Однако они более трудоемки (до 65% рабочего времени тратится на ручные работы), что приводит к увеличению сроков их возведения. Несомненным преимуществом монолитных фундаментов является возможность придания им нужной формы и размеров, диктуемых местными условиями, что особенно важно при реконструкции зданий.
Непременным условием индустриализации монолитных фундаментов является унификация опалубочных размеров. Это обусловливается необходимостью строгого ограничения размеров опалубочных щитов, имеющих многократную оборачиваемость, и четкую градацию арматурных изделий (длина и ширина сеток и каркасов). На практике наибольшее распространение получил модуль 300 мм, хорошо согласующийся с наземными конструкциями. Это приводит в некоторых случаях к увеличению объемов фундаментов, но в то же время к удешевлению стоительства за счет сокращения числа типоразмеров опалубочных форм. Кроме того, снижение затрат ручного труда должно достигаться за счет замены стержневой арматуры готовыми сетками, сваренными в заводских условиях.
Конструктивное решение столбчатого фундамента в первую очередь определяется способом обеспечения жесткого соединения колонны с фундаментом, способного передать на него изгибающий момент. Такое решение достигается заделкой нижнего конца колонны в специальный стакан фундамента (см. рис. 10.4). Форма и размер фундамента и глубина стакана определяются расчетом, а также глубиной заложения подошвы фундамента.
Фундамент состоит из подколонника стаканного типа, под который для распределения давления на большую площадь укладывают один или несколько рядов плит-блоков.
Для сокращения общей номенклатуры унифицированы не только размеры фундаментов под колонны, но и отметка их заложения (верх стакана на отметке —0,15 м). Если вблизи фундаментов под колонны должны располагаться подвалы, технологические приямки или возникают другие причины, требующие установки подколонника на большую глубину, то в стакан устанавливают короткий отрезок колонны — пенек и на него сверху устанавливают колонну. Стыковое соединение пенька с колонной в этом случае должно быть жестким, чтобы воспринимать возможное возникновение изгибающего момента. Стаканы поверху на 150 мм, а внизу на 100 мм больше размеров колонны. Это обеспечивает удобство монтажа и лучшую центровку колонны. Глубину стакана принимают на 50 мм больше заводимой в стакан части колонны. При установке колонны на дно стакана на 50 мм подсыпают песок, а после установки и раскрепления колонны оставшееся свободное место в стакане заполняют цементно-песчаным раствором. Соединение двухветвевых колонн с фундаментом можно осуществлять в одном общем стакане или в двух стаканах под каждую ветвь. В последнем случае объем бетона, укладываемого при монтаже, будет меньшим. В местах сопряжения двух смежных температурных блоков или пролетов разного направления устраивают температурные швы. Поэтому под каждую из близрасположенных колонн требуется свой стакан. При отсутствии в номенклатуре нужного двухстаканного подколонника фундамент устраивается монолитным непосредственно на месте. Если же шов осадочный, то под каждую колонну устраивается свой независимый фундамент. Наиболее широко в практике строительства используют сборные железобетонные фундаменты, отличающиеся меньшей трудоемкостью, большей индустриальностью. В целях снижения затрат на их возведение верхний элемент фундамента — подколонник, имеющий стакан для заделки колонн, опирают на один, два или три ряда фундаментных блоков. Нижний ряд блоков укладывают на песчаную подготовку, располагая их на расстоянии 600 мм один от другого (рис. 10.5). При этом расчетное давление принимают, как для сплошной подошвы по ее внешним габаритам. Такое допущение обусловливается распределяющей способностью грунтов основания и арочным эффектом между боками прерывистого фундамента. После установки подколонника в пазы фундаментных плит боковые вертикальные швы между подколонником и плитами зачеканиваются, так как они являются расчетными.
Высота подколонника в зависимости от глубины заложения фундамента может меняться. При значительной ее величине рассматривается вариант устройства фундамента в сборно-монолитном исполнении. В этом случае он состоит из монолитной подошвенной части и сборного подколонника, выполненного из центрифугированной трубы, внутреннее пространство которой заполняется песком и тощим бетоном для образования стакана (рис. 10.6). Заводимый в него конец колонны (прямоугольный, тавровый или круглый) заливается цементным раствором.
Жесткое соединение колонн с фундаментом в необходимых случаях может достигаться заанкериванием арматуры колонны в гнездо, оставляемое в подколоннике, или заанкериванием стальной плиты, приваренной к арматуре колонны (рис. 10.7).
Снижение расхода бетона на подколонник может достигаться устройством в нем полостей. Это, однако, усложняет изготовление подколонника, а наличие в нем полостей нежелательно при водонасыщенных грунтах.
Свайные основания применяют в случаях, когда с поверхности залегают насыпные или слабые грунты естественного сложения. В практике строительства хорошо себя зарекомендовали буронабивные сваи (рис. 10.8), представляющие собой заполненные железобетоном скважины, высверленные в грунте специальной буровой установкой. Сваи могут иметь разные диаметры, уширение ствола или пяты и поэтому пригодны для разных условий грунта и нагрузок. Существенным их преимуществом является возможность замены одной набивной сваей диаметром около 1000 мм 4. 6 забивных свай. Поэтому ростверки на буронабивных сваях меньше по габаритам, чем на забивных, что очень важно для производственных зданий, имея в виду насыщенность подземного хозяйства цехов инженерными коммуникациями и фундаментами под оборудование. Это одновременно дает возможность закладывать ростверки на небольшой глубине, определяемой только условиями заделки колонн каркаса.
Для опирания стен по подколонникам укладывают железобетонные фундаментные балки, имеющие номинальную длину 6 и 12 м, соответствующую шагу колонн (рис. 10.9, а). В зависимости от размера подколонника и способа опирания длина балок может меняться. Сечение и армирование балок определяются величиной пролета и передающейся от стен нагрузки. При расположении над фундаментной балкой ворот необходима проверка балки на нагрузки, возникающие при проезде транспортных средств, или балка заменяется монолитной подбетоикой с соответствующим армированием. Для опирания фундаментных балок у подколонника к стенкам стакана устраивают бетонные приливы или на выступы нижележащей плиты устанавливают специальные столбики. Балки устанавливают так, чтобы верхняя их плоскость оказалась на отметке —0,030. Это дает возможность после укладки по ней гидроизоляции толщиной 30 мм выйти на отметку чистого пола. Опирание фундаментных балок непосредственно на верхнюю грань подколонника освободит от необходимости устройства специально для них опор в виде столбиков или приливов, но потребует заглубления подколонника до отметки —0,350 м и более.
Чтобы грунт не смерзался с телом балки и при повышенной влажности не вызывал ее подвижки, балку обсыпают песком (рис. 10.9, в). При необходимости утепления части пола, прилегающего к наружной стене, песок заменяют шлаком. Для предупреждения проникания влаги в засыпку через шов между стеной и обсыпкой устраивают глиняный замок.
По материалам сайта: http://www.buildinn.ru
fix-builder.ru
Определение геометрических размеров фундамента
1. Определение размеров стакана.Определение геометрических размеров фундамента начинают с определения размеров стакана под сборную колонну. Для этого вначале вычисляют максимальное значение эксцентриситета продольной силы е = М/N из трех комбинаций усилий.
Глубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны dc, но не менее чем по условиям заделки рабочей арматуры колонн, указанной в табл. 7.1. В таблице 7.2 приведены размеры унифицированных размеров подколонников под стаканы
Таблица 7.1
Минимальная заделка рабочей арматуры колонн в стакан фундамента
Класс рабочей арматуры | Колонна | Глубина заделки рабочей арматуры d при проектном классе бетона | |
В15 | В20 | ||
A400 | Прямоугольного сечения | 30d (18d) | 25d (15d) |
A300 | Прямоугольного сечения | 25d (15d) | 20d (10d) |
d – диаметр арматуры. Значения в скобках относятся к сжатой рабочей арматуре.
Таблица 7.2
Типы и унифицированные размеры подколонников под колонны
Сечение колонн, мм | Тип подколонников | Размеры сечения, мм | Размер стакана, мм | Объем стакана, м | ||
Глубина, мм | в плане, 1 × b | |||||
по низу | по верху | |||||
300×300 | А | 900×900 | 400×400 | 450×450 | 0,13 | |
400×300 | 500×400 | 550×450 | 0,16 | |||
400×400 | 800, 900 | 500×500 | 550×550 | 0,22; 0,25 | ||
500×400 | Б | 1200×1200 | 600×500 | 650×550 | 0,26 | |
500×500 | 800, 900 | 600×600 | 650×650 | 0,31; 0,35 | ||
600×400 | 800, 900 | 700×500 | 750×550 | 0,3; 0,34 | ||
600×500 | 700×600 | 750×650 | 0,36 | |||
700×400 | В | 1500×1200 | 800×500 | 850×550 | 0,41 | |
800×400 | 900, 950 | 900×500 | 950×550 | 0,44; 0,46 | ||
800×500 | 900×600 | 950×650 | 0,52 |
2. Определение размеров подошвы и глубины заложения фундамента.Согласно указаниям СНиП 2.02.01-83 "Основания и фундаменты" и СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» основные размеры фундаментов мелкого заложения назначаются со следующими ограничениями.
Давление на грунт у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента (вычисленное в предположении линейного распределения давления под подошвой фундамента при нагрузках, принимаемых для расчета оснований по деформациям), как правило, должно определяться с учетом заглубления фундамента в грунт и жесткости надфундаментных конструкций. Краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2 R и в угловой точке - 1,5R, а среднее давление (здесь R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с [7,8]).
При трапециевидной эпюре давлений с отношением краевых давлений pmin /pmax³ 0,25 (рис. 3.1), эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент равен e £ l/10, где l – размер подошвы фундамента в направлении действия момента.
Краевые давления р, кПа, при относительном эксцентриситете e/l £ 1/6 определяют по формуле (п. 5.5.28 [8])
(3.3) |
где N – сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;
А – площадь подошвы фундамента, м2;
γmt – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным 20 кН/м3;
d – глубина заложения фундамента, м;
М – момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кН·м;
W – момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3;
е – эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле
(3.4) |
Коэффициент надежности по нагрузке gfпринимают при расчете оснований:
- по первой группе предельных состояний (по несущей способности) – по СНиП 2.01.07-85*;
- по второй группе предельных состояний (по деформациям) - равным единице.
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на него;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологическх условий площадки строительства;
- глубины сезонного промерзания грунтов.
Минимальная глубина заложения подошвы фундамента dmin исходя из условия минимальной высоты фундаментов зданий м, составляет м. Здесь dp – глубина стакана; 0,2 – минимальная толщина плиты под стаканом; 0,15 – расстояние от обреза фундамента до пола первого этажа. При этом минимальную высоту фундамента желательно назначать кратной 300 мм.
Размеры подошвы фундамента при относительном эксцентриситете продольной силы e = l/10 назначают из условия (3.3), принимая pmax = 1,2R0pmin= 0,25 pmax
(3.5) |
при относительном эксцентриситете продольной силы e = l/6 размеры подошвы назначают из условия (3.3), принимая pmax = 1,2R0, pmin=0
При незначительном эксцентриситете продольной силы размеры подошвы можно назначать из условия
где R0 – расчетное сопротивление грунта, фиксированное для фундаментов шириной 1 м на глубине 2 м, принимаемое по результатам инженерно-геологических изысканий площадки строительства и по указаниям норм.
Далее задаются соотношением размеров подошвы фундамента b/l= 0,8 и вычисляют ее размеры
; b = 0,8 l. | (3.6) |
Полученные значения размеров подошвы фундамента округляют до стандартных размеров кратных 300 или 100 мм. Размеры ступеней фундамента назначают в соответствии с таблицей 3.5. Величину вылетов нижней ступени фундамента определяют по приложению 15. Окончательные размеры подошвы фундамента принимают после проверки несущей способности основания.
Расчетное сопротивление грунта R вычисляют после определения размеров подошвы фундамента.
megaobuchalka.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта