Расчет ж/б конструкций: Фундаменты. Расчет буронабивного фундамента. Справочник Альянс HELP

Подобрать диаметр d и армирование буронабивного фундамента, при шаге свай 2 м, а также произвести расчет ширины, высоты и армирования ростверка. Распределенная нагрузка q = 40000 Н/м, заглубление свай – 3 м. Грунты – супесь с показателем текучести JL = 0,3. Класс бетона В20.
Примем сваю диаметром d = 30 см = 0,3 м.
Несущая способность сваи Fd определяется по формуле:

где ϒс − коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности 0,85, ϒс = 0,85;
ϒRR − коэффициент надежности по сопротивлению грунта под нижним концом сваи принимается равным 1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буроинъекционных свай;
ϒRF − коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи по таблице 8.21

Таблица 8.21 – Коэффициенты условий работы сваи (Таблица 7.6 СП 24.13330.2011)

По пункту 3а ϒRF = 0,7 для супесей.

R − расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице 8.22;

Таблица 8.22 – Расчетные сопротивления грунта (Таблица 7.2 СП 24.13330.2011)

Для глинистых грунтов с пределом текучести 0,3 R = 2000 Кпа = 2000000 Па.

A − площадь поперечного сечения сваи; A= πR2= 3,14 · 0,152 = 0,07 м2

u − наружный периметр поперечного сечения сваи; u=Пd=3,14 · 0,3 = 0,94 м

fi − расчетное сопротивление слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 8.23;

Таблица 8.23 – Расчетные боковые сопротивления грунта (Таблица 7.3 СП 24.13330.2011)

Для глинистых грунтов с пределом текучести 0,3 при глубине расположения слоя грунта fi= 35 КПа = 35000 Па

h — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; h = 3м;

Теперь рассчитаем несущую способность сваи Fd по формуле 8.22:

Расчетная предельная нагрузка N находится по формуле:

где ϒk = 1,4 — коэффициент условий работы сваи.

Теперь рассчитаем фактическую нагрузку на сваю с шагом s = 2 м:

Фактическая нагрузка не превышает предельную нагрузку:

80 кН < 170,5 кН

Теперь сделаем расчет армирования свай; длина сваи l = 3 м.

Центрально сжатые элементы рассчитываются по формуле:

 

где Rb – прочность бетона на осевое сжатие; прочность бетона В20 на осевое сжатие Rb = 11,5 МПа по табл. 8.1 для тяжелого бетона.

Fб – площадь поперечного сечения сваи; примем диаметр свай равным 30 см, тогда: Fб = πr2 = 3,14 · 0,152 = 0,07 м²;

Fа – площадь сечения арматуры, рассчитывается по формуле:

Для сваи принимаем симметричное армирование Аs = As' (рисунок 8.13);

Защитный слой: а = 3 см;

Рабочая высота сечения: h0 = h – a = 30 – 3 = 27 см;

N – расчетная нагрузка на сваю,

N = 80 кН;

Коэффициент условий работы арматуры mа принимается по таблице 8.2 для горячекатаной круглой арматуры; ma =1.

Ra – расчетное сопротивление арматуры по табл.8.2,

Ra = 1700 кг/см² =170 МПа

Коэффициент продольного изгиба φ=1 принимается по табл. 8.3:

l0 – расчетная длина элемента;

l0 = k · l = 0,5 · 3000 = 1500 мм (k - коэффициент, зависящий от вида закрепления, k = 0,5 при жестком закреплении сваи)

Коэффициент условий работы m принимается равным:

для монолитных конструкций сечением менее 30х30 см или диаметром менее 30 см m = 0,8 вследствие значительной опасности последствий недостаточно тщательного бетонирования при малых размерах поперечных сечений;

для всех остальных конструкций m = 1.

Коэффициент условий работы

 Рассчитываем площадь сечения арматуры по формуле 8.24:

По таблице 8.4 подбираем диаметр сечения арматуры

В результате принимаем 4 Ø14 A-III c As = 6,16 см² .

Проверяем условие 8.23:

80·103 ≤ 1·1(11,5·106·0,07+1·170·106·616·10-6)

80·103 Н ≤ 124·103 Н – условие выполняется

Рисунок 8.13 – Свая, сечение сваи

Далее произведем расчет и армирование ростверка:

Ширина ростверка рассчитывается по формуле:

где d – диаметр сваи.

h ростверка примем 0,3 м – высота ростверка

Свесы ростверка примем 150 мм от края сваи.

Рисунок 8.14 – Полученные размеры ростверка (размеры в мм)

Далее подберем арматуру для ростверка:

ростверк, размерами h x b = 300 х 600 мм, длина l = 2 м. Распределенная нагрузка q = 40000 Н/м. Марка бетона M200 (B15) (табл. 8.5).

Рисунок 8.15 – Сечение ростверка (размеры в мм)

Рисунок 8.16 – Расчетная схема ростверка

М – изгибающий момент, определяемый по формуле:

где q – распределенная нагрузка;

l0 – расчетная длина элемента; l0 = l= 0,5·2 = 1 м (т.к. закрепление жесткое) (рисунок 8.16 ).

Посчитаем изгибающий момент М по формулам 8.25 и 8.26:

m – коэффициент условий работы; для сборных конструкций прямоугольного сечения m = 1,1;

b – сторона сечения ригеля; b = 0,4 м;

r – коэффициент, определяемый по таблице 8.5.

Для ростверка примем процент армирования, равным 0,05%;

толщину защитного слоя примем а = 3 см;

тогда рабочая высота сечения h0= h - a = 30 - 3 = 27 см.

Далее определяем площадь требуемой арматуры по формуле:

где ϒ и Ra – также определяются по табл.8.6 (Ra = 2100 кг/см² = 210 МПа;

ϒ = 0,983) ma – коэффициент условий работы арматуры, определяется по табл. 1.2; ma = 1;

m – коэффициент условий работы, принимается равным 1 для конструкций сечением более 30х30 см.

Далее определим требуемую площадь арматуры в пролетной и опорной части по формуле 8.27:

Далее подбираем площадь требуемой арматуры по табл. 8.4

В результате принимаем 2 Ø12 A-III c Asпр = 2,26 см² – для пролётной части, 2 Ø16 A-III c Asоп = 4,02 см² – для опорной части.

Рисунок 8.17 – Армирование ростверка

Ранее мы писали: На год позже: переход на обязательное использование 3D-моделей в стройках перенесут