Проектирование фундаментов под стальные колонны
Пример 6.1. Определить размеры и площадь сеченая арматуры внецентренно нагруженного фундамента со ступенчатой плитной частью и стаканным сопряжением с колонной размером сечения lс × bс = 400 × 400 мм. Глубина заделки колонны 0,75 м. Отметки: низа колонны — 0,90 м, обреза фундамента — 0,15 м, низа подошвы — 2,65 м. Размер подошвы 3,3 × 2,7 м.
Расчетные нагрузки на уровне обреза фундамента приведены в табл. 6.1.
ТАБЛИЦА 6.1. К ПРИМЕРУ 6.1
| Расчетное сочетание | При γf = 1 | При γf > 1 | ||||||||
| N , кН | Mx , кН·м | Qx , кН | Mу , кН·м | Qy , кН | N , кН | Mx , кН·м | Qx , кН | Mу , кН·м | Qy , кН | |
| 1 | 2000 | 80 | 30 | 50 | 20 | 2400 | 96 | 36 | 60 | 24 |
| 2 | 800 | 110 | 50 | 70 | 30 | 960 | 132 | 60 | 84 | 36 |
| 3 | 1750 | 280 | 60 | 10 | 5 | 2100 | 336 | 72 | 12 | 6 |
Примечание. Индексы обозначают; х — направление вдоль большого размера подошвы; у — то же, вдоль меньшего.
Материалы: сталь класса А-III, Rs = 360 МПа ( ø 6-8 мм), Rs = 375 МПа ( ø 10 мм), бетон тяжелый класса В10 (В15).
Расчетные сопротивления приняты со следующими коэффициентами условий работы: γb1 = 1; γb2 = 0,9; γb4 = 0,85.
Решение. 1. Назначение предварительных геометрических размеров фундамента (рис. 6.12). Определим необходимую толщину стенок стакана по сочетанию 3:
е0 = Mx/ N = 336/2100 = 0,16 м, т.е. е0 < 2 lc = 2 · 0,4 = 0,8 м.
Толщина стенок должна быть δ > 0,2 lс = 0,2 · 0,4 = 0,08 м, но не менее 0,15 м. Тогда размеры подколонника luc = buc = 2 · 0,15 + 2 ·0,075 + 0,4 = 0,85 м. Принимаем с учетом рекомендуемого модуля 0,3 м.
Высоты ступеней плитной части hi = 0,3 м. Площадь подошвы фундамента A = 3,3 · 2,7 = 8,92 м 2 . Момент сопротивления в направлении большего размера
Wx = l 2 b /6 = 3,3 2 · 2,7/6 = 4,9 м 2 .
Рабочая высота плитной части h = 0,3 · 2 – 0,05 = 0,55 м. Глубина стакана hg = 0,75 + 0,05 = 0,8 м.
2. Расчет фундамента на продавливание. Расстояние от верха плитной части до низа колонны 1,05 м, в то время как huc = (luc – 1c) /2 = 0,25 м, следовательно, проверка на продавливание плитной части производится от низа подколонника.
Максимальное краевое давление на грунт (6.9):
pmax = N/A + (Mx+QxH)/Wx = 2400/8,92 + (96 + 36 · 2,4)/4,9 = 0,268 + 0,033 = 0,306 МПа;
pmax = 2100/8,92 + (336 + 72 · 2,4)/4,9 = 0,339 МПа.
Принимаем наибольшее значение pmax = 0,339 МПа. Продавливающая сила F = А0pmax .
A0 = 0,5b(l – luс – 2h0) – 0,25(b – buc – 2h0) 2 = 0,5 · 2,7(3,3 – 0,9 – 2 · 0,55) – 0,025(2,7 – 0,9 – 2 · 0,55)2 = 1,64 м 2 .
Тогда F = 1,64 · 0,339 = 556 кН.
Задаемся классом бетона В10 с Rbt = 0,57 МПа. С учетом γb2 = 0,9 и γb4 = 0,85 Rbt = 0,57 · 0,9 · 0,85 = 0,436 МПа.
По формуле (6.7) bр = bс+ h0 = 0,9 + 0,55 = 1,45 м.
Следовательно, принятая высота плитной части фундамента недостаточна. Переход на бетон класса В15 повысит несущую способность на продавливание в 250/150 = 0,7/0,57 = 1,2 раза, чего также недостаточно. Следует либо увеличить высоту верхней ступени (например, с 0,3 до 0,45 м), либо внести еще одну (третью) ступень, т.е. принять высоту плитной части h = 0,9 м; h0 = 0,85 м.
Принимаем трехступенчатый фундамент. Проверку на продавливание производим (при разном числе ступеней плитной части) в двух направлениях по формулам (6.27) и (6.28):
A0 = 0,5b(l – luc – 2h0) – 0,25 [b – buc – 2(h0 – h3)] 2 = 0,5 · 2,7(3,3 – 0,9 – 2 · 0,85) – 0,25[2,7 – 0,9 – 2(0,85 – 0,3)] 2 = 0,85 м 2 ;
F´ = 0,85 · 0,339 = 288 кН; b1p = buc + (h0 – h3) = 0,9 + (0,85 – 0,3) = 1,45 м.
Несущая способность фундаментов по формуле (6.26)
F = 0,436 [(0,85 – 0,3)1,45 + 0,3 · 0,9] = 465 кН > 288 кН.
Принятый фундамент удовлетворяет условию прочности на продавливание
Рассмотрим дополнительно вариант при двухступенчатом фундаменте с высотой верхней ступени 0,45 м. Тогда (при h0 = 0,7 м):
A0 = 0,5 · 2,7(3,3 – 0,9 – 2 · 0,7) – 0,25(2,7 – 0,9 – 2 · 0,7)2 = 1,31 м 2 ;
F´ = 1,31 · 0,339 = 444,1 кН;
b1p =0,9 + 0,7 = 1,6 м.
Несущая способность фундамента по формуле (6.1)
F = 1 · 0,436 · 1,6 · 0,7 = 488,3 кН > 444 кН,
т.е. и такой фундамент удовлетворяет прочности на продавливание.
Покажем, однако, что последний вариант менее экономичен. Действительно, объем плитной части высотой 0,9 м при трехступенчатом фундаменте
V3 = 3,3 · 2,7 · 0,3 + 2,4 · 1,8 · 0,3 + 1,5 · 0,9 · 0,3 = 4,37 м 3 , а при двухступенчатом фундаменте с учетом дополнительного объема подколонника на высоте 0,9 – 0,75 = 0,15 м
V2 = 3,3 · 2,7 · 0,3 + 2,4 · 1,8 · 0,45 + 0,9 · 0,9 · 0,15 = 4,74 м 3 > 4,37 м 3 .
Итак, принимаем трехступенчатый фундамент с высотой плитной части 0,9 м.
Проверим прочность нижней ступени при заданном ее выносе 450 мм и h01 = 0,25 м:
A0 = 0,5 · 2,7(3,3 – 2,4 – 2 · 0,25) – 0,25(2,7 – 1,8 – 2 · 0,25) 2 = 0,5 м 2 ;
P = 0,5 · 0,339 = 169 кН:
b1p = 1,8 + 0,25 = 2,05 м.
Несущая способность ступени F = 1 · 0,436 · 2,05 · 0,25 = 223 кН > 169,5 кН.
Размеры лежащих выше ступеней назначаются пересечением линии AB с линиями, ограничивающими высоты ступеней (рис. 6.13).
Определение площади сечений арматуры плитной части фундамента проведем на примере нижней арматуры (направленной вдоль большей стороны подошвы фундамента) класса А-II.
Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем по сочетанию 3 без учета веса фундамента:
N = 2100 кН; M = 336 + 72 · 2,4 = 509 кН·м; е0x = 509/2100 = 0,242 м.
Определим давление на грунт в расчетных сечениях (см. рис. 8.12)
Pmax = N/ A + M/ W = 2100/8,92 + 509/4,9 = 370 кН/м 2 ;
k´I = 1 – 2 · 0,45/3,3 = 0,73.
pI = N/A + k´IM/W = 236 + 0,73 · 135 = 345 кН/м 2 .
k´II = 1 – 2 · 0,9/3,3 = 0,45;
pII = 236 + 0,45 · 135 = 297 кН/м 2 .
k´III = 1 – 2 · 1,2/3,3 = 0,28
pIII = 236 + 0,28 · 135 = 274 кН/м 2 .
кН·м;
кН·м.
Принимаем арматуру класса А-II с Rs = 285 МПа:
см 2 ;
см 2 .
ПОДБОР АРМАТУРЫ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Определим действующие усилия в сечении по низу подколонника в уровне плитной части (сечение 1-1, черт. 20) по табл. 12. Высота подколонника h cf = 2,4 - 0,9 = 1,5 м.
№ комбинаций расчетных
сочетаний
M x + Q x h cf , МН × м
0,096 + 0,036 × 1,5 = 0,150
0,132 + 0,060 × 1,5 = 0,222
0,336 + 0,072 × 1,5 = 0,444
Принимаем армирование подколонника стержнями Æ 12А-III с шагом 200 по периметру (5 Æ 12А-III, А s = 5,65 см 2 ).
По комбинации 3 проверим сечение при внецентренном сжатии.
Определяем высоту сжатой зоны из формулы (37) СНиП 2.03.01-84:
х = = 0,38 м ,
сжатую арматуру в соответствии с п. 2.41 не учитываем.
x = x / h 0 = 0,38 / 0,85 = 0,45,
здесь h 0 — рабочая высота сечения;
по формуле (25) СНиП 2.03.01-84 определяем значение x R
x R = w / [ 1 + s sR (1 - w / 1,1) / s sc,u ] ;
w = a - 0,008R b ; a = 0,85 ; R b = 7,5 × 0,9 = 6,75 МПа ;
w (= 0,85 - 0,008 × 6.75 = 0,796 .
Так как g sp и s sp равны нулю (предварительное натяжение арматуры отсутствует), то s sR = R s - s sp = 365 МПа; S sc,u = 500 МПа при g b2 < 1,0. Тогда x R = 0,796/[ 1+365 (1 - 0,796/1,1) /500] = 0,66 >x = 0,45.
Следовательно, расчет должен быть произведен по формуле (36) СНиП 2.03.01-84 без учета сжатой арматуры (п. 2.41) :
Ne £ R b b x (h 0 - 0,5 x) .
Случайный начальный эксцентриситет e sl = e cf /30 = 90/30 = 3 см;
е = е sl + e 0 +0,5 (h 0 - a ¢ ) = 0,03 + 0,444/2,1 + 0,5 (0,85 - 0,05) = 0,64 м;
Ne = 2,1 × 0,64 = 1,34 МН × м .
Правая часть в формуле (36) СНиП 2.03.01-84 равна 6,75 • 0,9 • 0,38 x (0,85 - 0,5 • 0,38) = 1,52 МН × м; Ne = 1,34 МН × м < 1,52 МН × м, то есть прямоугольное сечение подколонника удовлетворяет условию прочности.
ПОДБОР АРМАТУРЫ КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ
Подбор арматуры коробчатого сечения подколонника производим как для изгибаемого элемента на условный изгибающий момент М k , определяемый по формулам (58) или (59).
Для комбинации 3:
e x = 0,444/2,1 = 0,187 м; l/6 = 0,4/6 = 0,067 м; 0,5l с = 0,2 м.
M kx = М х + Q x d p - 0,7Ne x = 0,336 + 0,072 × 0,8 - 0,7 × 2,1 × 0,187 =
= 0,12 MH × м;
A 0 = M kx / g b2 R b b h o 2 = 0,12/0,9 • 7,5 • 0,9 • 0,85 2 = 0,027, n = 0,986;
A s = A s ¢ = M kx /R s n h 0 = 0,12 • 10 4 /365 • 0,986 • 0,85 = 3,82 см 2 < 5,65 см 2 ,
то есть принятое сечение арматуры 5 Æ 12 А-III достаточно по прочности.
ПРОВЕРКА ШИРИНЫ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН
В НИЖНЕМ СЕЧЕНИИ ПОДКОЛОННИКА
Установим необходимость проверки ширины трещин в нижнем сечении подколонника по условиям, указанным в п. 2.52.
Напряжение по минимально сжатой грани составляет
s b = N/A - M/W = 2,1/0,9 • 0,9 - 0,444 • 6/0,9 • 0,9 2 = 2,59 - 3,65 =
= - 1,06 МПа.
Растягивающие напряжения в бетоне, равные 1,06 МПа и определенные как в упругом теле, меньше 2R bt,ser = 2,0 МПа.
Следовательно, проверка ширины раскрытия трещин в подколоннике не производится.
РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СЕТОК АРМИРОВАНИЯ
СТАКАНА
Рекомендуемое расположение горизонтальных сеток показано на черт. 31.
e 0 = M x /N = 0,336/2,1 = 0,16 м < 0,5l с = 0,2 м,
поэтому расположение сеток принято как для случая малых эксцентриситетов и их число при глубине стакана 800 мм равно 5.
Требуемую площадь стержней одной сетки вычисляем по формуле (62) :
A s tr = M kx /R s = 0,12 - 10 4 /365 (0,70+ 0,65+ 0,6+ 0,5+ 0,3) = 1,20 см 2 .
Принимаем 4 Æ 8 А-III А s = 2,01 см 2 >A s tr = 1,20 см 2 .Убираем вторую сетку сверху, тогда:
А s tr = 0,12 • 10 4 /365 (0,70 + 0,60 + 0,50 + 0,30) = 1,56 см 2 .
Принимаем четыре сетки из 4 Æ 8 А-III, расположение которых дано на черт. 35.
Черт. 35. Расположение горизонтальных сеток армирования стакана фундамента
1 - горизонтальная сварная сетка; 2 - вертикальная сварная сетка
РАСЧЕТ ПОДКОЛОННИКА НА СМЯТИЕ
ПОД ТОРЦОМ КОЛОННЫ
Определим необходимость постановки сеток, для чего проверим прочность бетонного сечения по условию (63)
N c £ R b,loc A loc1 .
Величину продольной сжимающей силы N c принимаем по формуле (26) с учетом понижения ее расчетной величины вследствие сцепления со стенками стакана: N c = a N max . Так как распределение местной нагрузки неравномерно и е 0 > lc /6, то = 0,75.
R b,loc = j b R b ; j b = = 1,48 ,
где A loc2 - площадь сечения подколонника;
A loc1 - площадь дна стакана.
Тогда R b,loc = g b2 g b9 R b j b = 0,9 × 0,9 × 7,5 × 1,48 = 8,99 МПа. Определим величину N c по формуле (26) :
a = 1 - 0,4R bt A cy /N, но не менее 0,85;
А су = 2 (l c + b c )d c = 2 (0,4 + 0,4) 0,75 = 1,2 м;
a = 1 - 0,4 × 0,66 × 0,9 × 0,9 × 1,2/2,1 = 0,88;
Nc = 2,4 × 0,88 = 2,11 MH.
Тогда условие прочности принимает вид
0,75 • 8,99 • 0,25 = 1,69 MH < N = 2,11 MH.
Следовательно, бетонное сечение но прочности не проходит и требуется постановка сеток косвенною армирования. Принимаем сетки размером 0,8 ´ 0,8 м из стержней Æ 6 А-III с шагом 100 мм. Условие прочности по формуле (66) принимает вид
N £ R b,red A loc1 ;
R b,red = R b j loc,b + j m xy R s,xy j loc,s ,
g b2 R b = 0,9 × 7,5 = 6,75 МПа ;
по формуле (70) j = 1/(0,23 + y ),
где по формуле (71) y = m xy R s,xy / (R b + 10) ,
m ху = (n х A sx lх + n у A sy l y )/A ef,s = 2 • 9 • 0,283 • 80/80 • 80 • 10 = 0,0064;
y = 0,0064 • 360/(0,9 • 7,5 + 10) = 2,30 / 16,75 = 0,137 ;
j = = 2,72 ;
j loc,s = 4,5 - 3,5A loc1 /A ef = 4,5 - 3,5 • 50 • 50/80 • 80 = 3,13.
Отсюда R b,red = 6,75 • 1,48 + 2,74 • 0,0064 • 360 • 3,13 = 10 + 19,8 =
= 29,8 МПа.
29,8 • 0,25 = 7,45 MH > N c = 2,14 MH ,
следовательно, сечение no прочности проходит.
Произведем проверку необходимого числа сеток из условия п. 2.51:
N c £ y R b,loc A loc1 ,
где A loc1 = (l p + z)(b p + z) ,
z — расстояние от дна стакана до нижней сетки (при двух сетках z = 15 см) ;
A loc1 = (0,5 + 0,15) (0,5 + 0,15) = 0,42 м 2 ; 0,75 • 8,99 • 0,42 =
= 2,83 МН > N c = 2,14 МН.
Следовательно, достаточно двух сеток косвенного армирования.
Пример 2. Расчет внецентренно нагруженного фундамента с моментами в двух направлениях
Дано: фундамент со ступенчатой плитной частью и монолитным сопряжением подколонника с железобетонной колонной (черт. 36). Размеры подошвы, определенные из расчета основания по деформациям l ´ b = 4,5 ´ 3,6 м, подколонника в плане l cf ´ b cf = 1,2 ´ 0,9 м. Высота подколонника h сf > 0,5 (l cf - l c ), следовательно, проверка на продавливание выполняется от нижнего обреза подколонника (см. п. 2.6, 1-ю схему).
Черт. 36. Внецентренно нагруженный фундамент с моментами
в двух направлениях
Расчетные нагрузки на уровне подошвы фундамента, полученные из статического расчета надфундаментной конструкции с учетом коэффициента надежности по назначению g n = 0,95:
N = 4,8 МН (480 тc); М x = 1,92 МН × м (192 тс × м); M y = 1,20 МН × м (120 тс × м); e x = 0,4 м; е у = 0,25 м; А = 16,2 м; W x = 12,15 м 3 ; W y = 9,72 м 3 .
Максимальные краевые давления на грунт без учета собственного веса фундамента и грунта на его обрезах определяем по формуле (6)
Р x,max = 4,8/16,2 + 1,92/12,15 = 0,296 + 0,158 = 0,454 МПа (4,54 кгс/см 3 );
P y,max = 4,8/16,2 + 1,2/9,72 = 0,296 + 0,123 = 0,42 МПа (4,2 кгс/см 2 ).
Материалы: сталь класса А-III, R s = 365 МПа (3750 кгc/см 2 ), класс бетона по прочности на сжатие В15, R bt = 0,75 МПа (7,65 кгс/см 2 ), g b2 = 1,1 (см. табл. 15 СНиП 2.03.01-84), R b = 8,5 МПа (86,7 кгс/см 2 ).
РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
НА ПРОДАВЛИВАНИЕ
Рабочую высоту плитной части h 0, pl определяем по формуле (9) :
r = g b2 R bt / p max = 1,1 • 0,75/0,454 = 1,82, c l = 0,5 (4,5 - 1,2) = 1,65 м, c b = 0,5 (3,6 - 0,9) = 1,35 м.
h 0,pl = - 0,5 × 0,9 + = 0,84 м .
Принимаем h pl = 0,9 м с тремя ступенями высотой по 0,3 м; h 0,pl = 0,85 м.
Размеры ступеней определим по прил. 3 (принимая c 1 = c 1 ¢ и с 2 = с 2 ¢ ).
Учитывая, что таблица составлена при g b2 = 1, а в нашем случае g b2 = 1,1, расчетные значения р max снижаем:
p x,max = 0,454/1,1 = 0,413 МПа (4,13 кгс/см 2 ); р y,max = 0,42/1,1 = 0,382 МПа (3,82 кгс/см 2 ).
Вылет ступеней вдоль оси х:
для 1-й ступени при h 1 = 0,3 м, р х = 0,413 МПа (4,13 кгс/см 2 ), b = 3,6 м находим c 3 = 0,6 м при р = 0,45 МПа (4,5 кгс/см 2 ) > 0,413 МПа (4,13 кгс/см 2 );
для 2-й ступени при h 1 + h 2 = 0,6 м и b = 3,6 м находим c 2 = 1,05 м при р = 0,56 МПа (5,6 кгс/см 2 ) > 0,413 МПа (4,13 кгс/см 2 ); c 2 = 1,2 м при p = 0,38 МПа < 0,413 МПа - то есть вылет, равный 1,2 м, не проходит; c 1 = 1,65 - прочность на продавливание проверена при определении h 0, pl .
Вылет ступеней вдоль оси у:
с 3 ¢ = 0,6 м при р = 0,475 МПа (4,75 кгс/см 2 ) > 0,382 МПа (3,82 кгс/см 2 );
с 2 ¢ = 1,05 м; c 1 ¢ = 1,35 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЯ АРМАТУРЫ ПОДОШВЫ
ФУНДАМЕНТА
Моменты, действующие по граням ступеней в направлении оси х, определим по формуле (44)
N = 4,8 МН (480 тc), М x = 1,92 МН × м (192 тс × м), е x = 0,4 м, l = 4,5 м.
c 1-1 = 1,65 м; = 4,8 × 1,65 2 (1 + 6 • 0,4/4,5 - 4 × 0,4 × 1,65/4,5 2 ) / 2 • 4,5 = 2,04 MH × м (204 тс × м) ;
c 2-2 = 1,05м ; = 4,8 × 1,05 2 (1 + 6 × 0,4/4,5 - 4 • 0,4 • 0,6/4,5 2 ) / 2 • 4,5 = 0,853 MH × м (85,3 тс × м);
с 3-3 = 0,6 м; = 4,8 × 0,6 2 (1 + 6 × 0,4/4,5 - 4 × 0,4 × 0,6/4,5 2 ) / 2 × 4,5 = 0,285 МН × м (28,5 тс × м).
Определим площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента по формулам (42), (43).
a 0 = 2,04 / 8,5 • 1,5 • 0,855 2 = 0,219,
по табл. 18 «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры»
n = 0,875; А sl1 = 2,04 × 10 4 /365 × 0,875 × 0,855 = 74,7 см 2 ;
a 0 = 0,853/8,5 × 2,4 × 0,555 2 = 0,136; n = 0,9267;
A sl2 = 0,853 × 10 4 /365 × 0,9267 × 0,555 = 45,4 см 2 ;
a 0 = 0,285/8,5 × 3,6 × 0,255 2 = 0,143; n = 0,9225;
A sl3 = 0,285 × 10 4 /365 × 0,922 × 0,255 = 33,2 см 2 .
Определяющим является число арматуры по грани подколонника. Принимаем 18 Æ 25 A-III (88,4 см 2 ).
Моменты, действующие по граням ступеней в направлении оси у, определим по формуле (44), заменяя величины М x , e 0,x , l соответственно на М у , e 0, y , b
N = 4,8 МН (480 тс), М у = 1,2 МН × м (120 тс × м), е 0, y = 0,25 м; b = 3,6 м.
c 1-1 ¢ = 1,35 м; = 4,8 × 1,35 2 (1 + 6 × 0,25/3,6 - 4 × 0,25 × 1,35/3,6 2 ) / 2 × 3,6 = 1,59 МН × м (159 тс × м);
c 2-2 ¢ = 1,05 м; = 4,8 × 1,05 2 (1 + 6 × 0,25/3,6 - 4 × 0,25 × 1,05/3,6 2 ) / 2 × 3,6 = 0,983 МН × м (98,3 тс × м);
с 3-3 ¢ = 0,6 м; = 4,8 × 0,6 2 (1 + 6 × 0,25/3,6 - 4 × 0,25 × 0,6/3,6 2 ) / 2 x 3,6 = 0,329 МН × м (32,9 тс × м).
Определим площадь сечения арматуры на всю длину фундамента по формуле (43).
В сечении 1 ¢ - 1' :
a 0 = 1,59/8,5 × 2,4 × 0,835 2 = 0,112; n = 0,94;
A sb = 1,59 × 10 4 /365 × 0,94 × 0,835 = 55,5 см 2 ;
в сечении 2 ¢ - 2':
a 0 = 0,983/8,5 × 3,3 × 0,535 2 = 0,123; n = 0,935;
A sb2 = 0,983 × 10 4 /365 × 0,935 × 0,535 = 53,8 см 2 ;
в сечении 3 ¢ - 3':
a 0 = 0,329/8,5 × 4,5 × 0,235 2 = 0,156; n = 0,915;
A sb3 = 0,329 × 10 4 /365 × 0,915 × 0,235 = 41,9 см 2 .
Определяющим является число арматуры по грани подколонника. Принимаем 22 Æ 18 A-III (56 см 2 ).
Проверяем подколонник как бетонный элемент с помощью прил. 4.
При е x = 0,40 м + h cf /30 = 0,4 + 1,2/30 = 0,44 м < 0,45l cf = 0,54 м и e у = 0,25 м + b cf /30 = 0,28 м >b cf /6 = 0,15 м — бетонное сечение подколонника рассчитывается по 4-й форме сжатой зоны (прил. 4)
l cf = 1,2 м, b cf = 0,9 м, x = 3(1,2/2 - 0,44) = 0,48 м, у = 3(0,9/2 - 0,28) = 0,51 м, А b = (0,48 × 0,51)/2 = 0,12 м 2 .
Проверяем прочность бетона из условия N £ R b A b с учетом коэффициента условий работы согласно табл. 15 СНиП 2.03.01-84 для бетонных конструкций g b9 = 0,9
0,9 × 8,5 × 0,12 = 0,92 MH (92 тc) < N = 4,8 MH (480 тc).
Следовательно, подколонник должен быть выполнен железобетонным с постановкой арматуры по расчету железобетонных элементов.
Пример 3. Расчет сборного железобетонного подколонника рамного типа для здания с подвалом
Дано: кран грузоподъемностью Q = 1230 кН (125 тс) и полезной нагрузкой на перекрытии на отм. ±0,00р = 98 кПа (10 тс/м 2 ). Расчетная схема и нагрузки на сборный подколонник указаны на черт. 37 и в табл. 13.
Пособие к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83 по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений Часть 3
4.11. Глубину заделки двухветвевых колонн необходимо проверять также по анкеровке растянутой ветви колонны в стакане фундамента.
Глубину заделки растянутой ветви двухветвевой колонны в стакане необходимо проверять по плоскостям контакта бетона замоноличивания:
с бетонной поверхностью стакана — по формуле
с бетонной поверхностью ветви колонны — по формуле
d c ³ N p / 2 (b c ¢ + h c ¢ ) R an ¢¢ . (113)
В формулах (112), (113):
d c - глубина заделки двухветвевой колонны, м;
N p - усилие растяжения в ветви колонны, тс;
h c ¢ , b c ¢ - размеры сечения растянутой ветви, м;
R an ¢ , R an ¢¢ - величина сцепления бетона, принимаемая по табл. 7, тс/м 2 .
Величина сцепления по плоскостям контакта бетона замоноличивания с бетоном
стенок стакана R an ¢
ветви колонны R an ¢¢
П р и м е ч а н и е. Величина R bt относится к бетону замоноличивания.
4.12. Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана d p и не менее 200 мм.
В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом по пп. 2.34, 2.35 и принимается не менее величин, указанных в табл. 8.
Толщина стенок стакана t, мм
колонны прямоугольного сечения с эксцентриситетом продольной силы
В плоскости изгибающего момента
0,2 l c , но не менее 150
0,3 l c , но не менее 150
0,2 l d , но не менее 150
Из плоскости изгибающего момента
4.13. Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм.
4.14. Для опирания фундаментных балок на фундаментах следует предусматривать столбчатые набетонки, которые выполняются на готовом фундаменте. Крепление набетонок к фундаменту рекомендуется осуществлять за счет сцепления бетона с предварительно подготовленной поверхностью бетона фундамента (насечки) или приваркой анкеров к закладным изделиям, или с помощью выпусков арматуры, предусмотренных в теле фундамента (при отношении высоты набетонки к ее меньшему размеру в плане ³ 15).
АРМИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
4.15. Армирование подошвы фундаментов следует производить сварными сетками но серии 1.410-3 и ГОСТ 23279-84.
4.16. В случае, когда меньшая из сторон подошвы в фундаменте имеет размер b £ 3 м, следует применять сетки с рабочей арматурой в двух направлениях (черт. 27, а).
При b > 3 м применяются отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура, параллельная б ó льшей стороне подошвы l, укладывается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм (черт. 27, б).
Черт. 27. Армирование подошвы фундамента
а - при b £ 3 м; б - при b > 3 м; 1- нижние сетки; 2 - верхние сетки
Минимальный диаметр рабочей арматуры сеток подошв принимается равным 10 мм вдоль стороны l £ 3 м и 12 мм при l > 3 м.
4.17. При выполнении условия
анкеровка продольной рабочей арматуры сеток подошв считается обеспеченной, l b - длина участка нижней ступени, на котором прочность наклонных сечений обеспечивается бетоном, определяемая по формуле
l b = 0,75 h 1 , (115)
где h 1 - высота нижней ступени фундамента;
р max - максимальное краевое давление на грунт, вычисляемое по формулам (5), (6);
l an - длина анкеровки арматуры, определяемая по формуле
l an = (0,5 R s A st / R b A sf + 8) d , (116)
где A st , A sf - обозначения те же, что в п. 2.59;
d - диаметр продольной арматуры.
При невыполнении условия (114) в сетках необходимо предусмотреть приварку поперечных анкерующих стержней на расстоянии не более 0,8 l b от края продольного стержня. Диаметр анкерующего стержня рекомендуется принимать не менее 0,5d продольной арматуры.
Анкеровка рабочей арматуры в подошве фундамента считается обеспеченной, если хотя бы один из поперечных стержней сетки, приваренный к рабочей продольной арматуре, располагается в пределах участка l b .
4.18. Подколонники рекомендуется армировать, если это необходимо по расчету, вертикальными сварными плоскими сетками по ГОСТ 23279-85.
4.19. Минимальный процент содержания арматуры s и s' во внецентренно сжатом железобетонном подколоннике должен составлять не менее 0,04 % площади его поперечного сечения.
В подколонниках с продольной арматурой, расположенной равномерно по периметру сечения, минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна приниматься не менее 0,08 %.
4.20. Железобетонные подколонники рекомендуется армировать вертикальными сварными плоскими сетками, объединяемыми в пространственный каркас. Сетки рекомендуется устанавливать по четырем сторонам сечения подколонника (черт. 28).
Черт. 28. Армирование железобетонного подколонника пространственными каркасами, собираемыми из плоских сеток
1 - сетка
4.21. В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3 %, допускается не ставить продольную и поперечную арматуру по граням, параллельным плоскости изгиба. В этих случаях допускается:
установка сеток только по двум противоположным сторонам сечения подколонника, как правило, в плоскостях, перпендикулярных плоскости действия б ó льшсго из двух воздействующих на фундамент изгибающих моментов;
соединение плоских сеток в пространственный каркас без соединения продольных стержней хомутами и шпильками. Толщина защитного слоя бетона (см. п. 5.19 СНиП 2.03.01-84) в этом случае должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров продольной арматуры (черт. 29);
сетки устанавливаются на всю высоту подколонника.
Черт. 29. Армирование железобетонного подколонника двумя сетками
1 — арматурная сетка
4.22. В случаях, когда по расчету принято бетонное сечение подколонника, пространственный каркас устанавливается только в пределах стаканной части с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров продольной арматуры (черт. 30).
Черт. 30. Армирование бетонного подколонника, имеющего стакан
под сборную колонку
4.23. Если в сечении бетонного подколонника возникают растягивающие или сжимающие напряжения менее 10 кгс/см 2 , то при максимальных сжимающих напряжениях более 0,8R b (напряжения определяются как для упругого тела) необходимо выполнять конструктивное армирование на всю высоту подколонника. При этом площадь сечения арматуры с каждой стороны подколонника должна быть не менее 0,02% площади его поперечного сечения, а в случае расположения арматуры по периметру сечения — не менее 0,04 %.
4.24. При расчетном или конструктивном армировании подколонника диаметр продольных стержней вертикальной арматуры принимается не менее 12 мм. В бетонном подколоннике минимальный диаметр продольной арматуры принимается равным 10 мм.
4.25. Горизонтальное армирование стаканной части подколонника осуществляется сварными плоскими сетками с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. Продольная вертикальная арматура должна размещаться внутри горизонтальных сеток. Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной арматуры вертикального армирования подколонника.
4.26. Расположение горизонтальных сеток следует принимать по черт. 31.
Черт. 31. Схема расположения горизонтальных сеток армирования
подколонника:
а - при e 0 > l c /2; б - при l c /6 < e 0 £ l c /2
4.27. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подколонника должна быть не менее 30 мм, а для подошвы фундамента при условии устройства под ним бетонной подготовки принимается равной 35 мм.
4.28. При необходимости косвенного армирования дна стакана устанавливают сварные сетки (от двух до четырех).
5. IIPOЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ
5.1. Для подбора типовых (например, из номенклатуры серии 1.412) или проектирования нетиповых фундаментов имеется ряд программ, в которых реализованы алгоритмы расчета оснований под фундаменты и расчета прочности конструктивных элементов фундаментов.
5.2. Алгоритмы расчета грунтового основания по различным программам включают следующие нормируемые проверки, в результате удовлетворения которых определяют размеры подошвы:
по величинам средних, краевых и угловых давлений под подошвой;
по форме эпюры давлений и величине отрыва;
по величине давления на кровлю слабого слоя;
по величинам осадки и крена;
по несущей способности:
по прочности скального основания;
по прочности и устойчивости нескального основания;
на сдвиг по подошве;
на сдвиг по слабому слою.
5.3. Алгоритмы расчета прочности конструктивных элементов фундамента включают следующие нормируемые проверки, в результате удовлетворения которых определяют размеры ступеней и армирование:
по продавливанию и раскалыванию;
по поперечной силе;
по обратному моменту;
на косое внецентренное сжатие сплошного бетонного и железобетонного сечения;
на изгиб стаканной части;
на смятие под торцом колонны.
5.4. В табл. 9 приведены общие данные о специализированных программах, рекомендуемых при проектировании фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений.
Типовые по серии 1.412
Нескальные, непросадочные, сухие и водонасыщенные
Типовые по серии 1.412 и нетиповые, в том числе глубокого заложения
Скальные и нескальные, включая просадочные и водонасыщенные
Нетиповые, в том числе глубокого заложения
Нескальные, непросадочные, сухие
Нескальные, включая просадочные и водонасыщенные
Окончание табл. 9
П р и м е ч а н и е. Все материалы по программам для расчета фундаментов публикуются в информационных выпусках фонда алгоритмов и программ отрасли «Строительство» Госстроя СССР.
Пример 1. Расчет внецентренно нагруженного фундамента под сборную колонну
Дано: фундамент со ступенчатой плитной частью и стаканным сопряжением с колонной серии 1.423-3 сечением l c х b c = 400x400 мм (черт. 32); глубина заделки колонны d c = 750 мм; отметка обреза фундамента - 0,15 м; глубина заложения - 2,55 м; размер подошвы, определенный из расчета основания по деформациям в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-84, l x b = 3,3х2,7 м. Расчетные нагрузки на уровне обреза фундамента приведены в табл. 10.
М х , МН × м (тс × м)
Окончание табл. 10
Обозначения, принятые в таблице:
g f - коэффициент надежности по нагрузке;
х - направление вдоль б ó льшего размера подошвы фундамента.
П р и м е ч а н и е. Материал - сталь класса А-III.
Черт 32. Внецентренно нагруженный фундамент под сборную колонну
R s = R sc = 355 МПа ( Æ 6-8 мм) (3600 кгс/см 2 );
R s = R sc = 365 МПа ( Æ 10-40 мм) (3750 кгс/см 2 );
E s = 2 × 10 5 МПа (2 × 10 6 кгс/см 2 ).
Бетон тяжелый класса В 12,5 по прочности на сжатие:
R b = 7,5 МПа (76,5 кгс/см 2 ); R bt = 0,66 МПа (6,75 кгс/см 2 );
R bt.ser = 1,0 МПа (10,2 кгс/см 2 ); E b = 21 × 10 3 МПа (214 × 10 3 кгс/см 2 ).
Коэффициенты условий работы бетона: g b2 = 0,9; g b9 = 0,9 (для бетонных сечений).
НАЗНАЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ
ФУНДАМЕНТА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДКОЛОННИКА В ПЛАНЕ
Необходимая толщина стенок армированного стакана определяется с помощью табл. 10 для комбинации № 3 расчетных сочетаний нагрузок:
e 0 = M/N = 0,336/2,1 = 0,16 м, т.e. e 0 < 2l с = 2 × 0,4 = 0,8 м.
С учетом рекомендуемых модульных размеров подколонников, приведенных в табл. 4, принимаем l cf х b cf = 0,9 х 0,9 м; глубину стакана под колонну d p = d c + 0,05 = 0,75 + 0,05 = 0,8 м; площадь подошвы фундамента А = l х b = 3,3 х 2,7 = 8,91 м 2 ; момент сопротивления подошвы фундамента в направлении б ó льшсго размера W = 4,9 м 3 .
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА h pl
Высота фундамента h = 2,55 — 0,15 = 2,4 м.
Ориентировочная минимальная высота подколонника при трехступенчатом фундаменте h cf = 2,4 - 0,3 × 3 = 1,5 м.
В соответствии с указаниями п. 2.6 при h cf - d p = 1,5 - 0,8 = 0,7 м > 0,5 (l cf — l c ) = 0,5 (0,9 — 0,4) = 0,25 м. Высота плитной части определяется проверкой на продавливание по схеме 1 от низа подколонника.
Определяем необходимую рабочую высоту плитной части по черт. 11.
Найдем максимальное краевое давление на основание при:
сочетании 1 : р = 2,4/8,91 + (0,096 + 0,036 • 2,4)/4,9 = 0,268 + 0,038 = 0,306 МПа;
сочетании 3 : р = 2,1/8,91 + (0,336 + 0,072 • 2,4)/4,9 = 0,235 +0,104 = 0,339 МПа.
Принимаем максимальное значение p max = 0,339 МПа.
По найденным значениям A 3 = b(l — 0,5b + b cf — l cf ) = 2,7(3,3 — 0,5 x 2,7 + 0,9 - 0,9) = 5,26 м 2 и r = g b2 R bt / p max = 0,9 × 0,66 / 0,339 = 1,75 необходимая рабочая высота плитной части фундамента h 0, pl = 62 см. Следовательно, h pl = 62 + 5 = 67 см.
В соответствии с указаниями п. 4.4 и табл. 4 высоту плитной части принимаем равной 0,9 м. Для случая индивидуального фундамента допускается принимать высоту 0,7 м (кратной 100 мм) с высотой нижней ступени 0,3 м и верхней 0,4 м.
Укажем, что с учетом принятых в дальнейшем размеров ступеней (см. черт. 32) объем бетона плитной части в обоих случаях будет практически одинаков: 4,4 м 3 при высоте плитной части 0,7 м и 4,38 м 3 — при высоте плитной части 0,9 м. Вместе с тем б ó льшая высота плитной части позволяет снизить сечение рабочей арматуры подошвы фундамента, что отражается и на общей его стоимости (см. табл. 3 прил. 7).
При 0,5 (b - b cf ) = 0,5(2,7 - 0,9) = 0,9 м > h 0,pl = 0,9 - 0,05 = 0,85 м рабочую высоту h 0,pl можно определить также по формуле (9) с заменой b c на b cf , l c на l cf .
Вычислим значения с l и с b :
с l = 0,5 (l - l cf ) = 0,5(3,3 - 0,9) = 1,2 м; с b = 0,5 (b - b cf ) = 0,5(2,7 - 0,9) = 0,9 м; r = 1,75 (см. выше);
h 0,pl = - 0,5b cf + = - 0,5 × 0,9 +
Высота ступеней назначается по табл. 4 в зависимости от полной высоты плитной части фундамента: при h pl = 0,9 h 1 = h 2 = h 3 = 0,3 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ВТОРОЙ СТУПЕНИ
ФУНДАМЕНТА
Первоначально определяем предельный вылет нижней ступени по формуле (16), приняв его одинаковым в двух направлениях (по х и по у):
с 1 = с 2 = 0,5b + (l + r)h 01 - = 0,5 × 2,7 + (1 + 1,75)(0,3 - 0,05) - = 1,35 + 0,69 - = 2,04 - 1,46 = 0,58 м.
l 1 = l - 2c 1 = 3,3 - 2 × 0,45 = 2,4 м; b 1 = b - 2c 2 = 2,7 - 2 × 0,45 = 1,8 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ТРЕТЬЕЙ СТУПЕНИ
ФУНДАМЕНТА
Размеры третьей ступени определяем по формулам (17) и (18) с заменой l c на l cf .
l 2 = (l - 2c 1 - l cf )h 3 /(h 2 + h 3 ) + l cf = (3,3 - 2 × 0,45 - 0,9)0,3/ (0,3 +0,3) + 0,9 = 1,65 м;
b 2 = (b - 2c 2 - b cf )h 3 /(h 2 + h 3 ) + b cf = (2,7 - 2 • 0,45 - 0,9) 0,3/(0,3 + 0,3) + 0,9 = 1,35 м.
Назначаем размеры третьей (верхней) ступени l 2 x b 2 = 1,5 х 0,9 м.
Выполним проверку на продавливание двух нижних ступеней от третьей ступени, так как назначенные размеры l 2 , b 2 меньше значений, полученных по формулам (17) и (18).
Проверку производим по указаниям п. 2.9 с заменой b c и l c на b 2 и l 2 и u m на b m , принимая рабочую высоту сечения
h 0,pl = h 01 + h 2 = 0,25 + 0,3 = 0,55 м;
так как b - b 2 = 2,7 - 0,9 = 1,8 м > 2h 0,pl = 2 • 0,55 = 1,1 м, то по формуле (7) b m = b 2 + h 0,pl = 0,9 + 0,55 = 1,45 м; по формуле (4) A 0 = 0,5b(l - l 2 - 2h 0,pl ) - 0,25 (b - b 2 - 2h 0,pl ) 2 = 0,5 • 2,7(3,3 - 1,5 - 2 × 0,55) - 0,25 (2,7 - 0,9 - 2 × 0,55) 2 = 0,82 м 2 ;
F = A 0 p max = 0,82 × 0,339 = 0,274 МН.
Проверяем условие прочности по продавливанию g b2 R bt b m h 0,pl = 0,9 • 0,66 • 1,45 • 0,55 = 0,474 MH > 0,274 МН, то есть условие прочности по продавливанию выполнено. Размеры фундаментов показаны на черт. 32.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЙ АРМАТУРЫ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
Определяем изгибающие моменты и площадь рабочей арматуры подошвы фундамента А sl по формулам (46)-(57) в сечениях по граням ступеней 1-1, 2-2 и по грани подколонника 3-3, 4-4.
Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем без учета веса фундамента по 3-му сочетанию нагрузок, определяющему p max ,
N = 2,1 МН; М = 0,336 + 0,072 • 2,4 = 0,509 МН • м; e 0 = 0,509/2,1 = 0,242 м.
4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)
Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).
Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента ( hf ) — кратной 300 мм, высота плитной части ( h ) — кратной 150 мм.
ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, мм
| Высота плитной части фундамента h , мм | h1 | h2 | h3 |
| 300 | 300 | – | – |
| 450 | 450 | – | – |
| 600 | 300 | 300 | – |
| 750 | 300 | 450 | – |
| 900 | 300 | 300 | 300 |
| 1050 | 300 | 300 | 450 |
| 1200 | 300 | 450 | 450 |
| 1500 | 450 | 450 | 600 |
Модульные размеры фундамента следующие:
| hf | 1500—12000 |
| h | 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800 |
| h1, h2, h3 | 300, 450, 600 |
| b | 1500—6600 |
| l | 1500—8400 |
| b1, b2 | 1500—6000 |
| buc | 900—2400 |
| luc | 900—3600 |
| l1, l2 | 1500—7500 |
Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий
Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.
Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.
ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
| Давление на грунт, МПа | Значения k при классе бетона | |||||||||||
| В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | |
 |  |  |  | |||||||||
| 0,15 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 0,2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,9 | 3 | 3 |
| 3 | ||||||||||||
| 0,25 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 |
| 2,6 | 3 | |||||||||||
| 0,3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 |
| 2,8 | 2,4 | 2,6 | ||||||||||
| 0,35 | 2,8 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,7 |
| 3 | 2,9 | 2,6 | 2,9 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | ||||||
| 0,4 | 2,6 | 2,9 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2 | 2,1 | 2,5 |
| 2,7 | 3 | 2,7 | 3 | 2,4 | 2,7 | 2,2 | 2,6 | |||||
| 0,45 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,3 | 2,6 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 2 | 2,3 |
| 2,5 | 2,8 | 2,5 | 2,7 | 2,2 | 2,5 | 3 | 2,1 | 2,5 | ||||
| 0,5 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2,2 | 2,4 | 3 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,8 | 1,9 | 2,2 |
| 2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 2 | 2,3 | ||||
| 0,55 | 2,2 | 2,4 | 2,8 | 2,1 | 2,3 | 2,7 | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 1,7 | 1,8 | 2,1 |
| 2,3 | 2,5 | 3,8 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,9 | 2,2 | ||
Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.
ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ника | размеры, мм | тип подколон- ника | размеры, им | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 400 | 400 | А | 900 | 300 | AT | 900 | 2100 | 800 900 | 500 | 500 | 0,22 0,25 |
| 500 600 600 | 500 400 600 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 800 900 800 | 600 700 700 | 600 500 600 | 0,31 0,34 0,41 |
| 800 800 | 400 500 | В | 1200 | 1200 | ВТ | 1500 | 2100 | 900 900 | 900 900 | 500 600 | 0,44 0,52 |
По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.
Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.
ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
| ФАТ3-1 ФАТ3-2 ФАТ3-3 ФАТ3-4 ФАТ3-5 ФАТ3-6 | 1800 | 2100 | – | 300 | – | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | ФАТ6-1 ФАТ6-2 ФАТ6-3 ФАТ6-4 ФАТ6-5 ФАТ6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,2 4,7 5,9 7,0 8,1 9,3 | ||
| ФАТ7-1 ФАТ7-2 ФАТ7-3 ФАТ7-4 ФАТ7-5 ФАТ7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,5 5,1 6,2 7,4 8,5 9,6 |
Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.
Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.
Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.
ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ников | размеры, мм | тип подколон- ников | размеры, мм | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 300 | 300 | А | 900 | 900 | AT | 900 | 2100 | 450 450 | 400 | 400 | 0,08 0,12 |
| 400 | 400 | 650 1050 | 500 | 500 | 0,18 0,29 | ||||||
| 600 | 400 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 650 1050 | 700 | 500 | 0,25 0,40 |
Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.
Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.
Читайте также: