Расчет тела фундаментов мелкого заложения по прочности. Расчет плитной части ФМЗ на продавливание и раскалывание.

ВВЕДЕНИЕ

Фундамент – это подземная часть сооружений, которая воспринимает нагрузку от его надземной части и передает ее на основание. Основанием называют толщу грунтов, на которых возводится сооружение и в которых возникают напряжения и деформации от передаваемых на них нагрузок.
Таким образом, проектирование оснований и фундаментов должно включать в себя обоснованный расчетом выбор типа основания (естественное или искусственное); типа конструкции, материала и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры, площади подошвы и т.д.), а так же мероприятий, применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения. Конструирование фундаментов (класс бетона, выбор арматуры, определение размеров отдельных его частей и т.п.) относится к курсу железобетонных конструкций.
Основания подразделяются на:
1. Скальные - массивная горная порода, обладающая большой прочностью и малой сжимаемостью.
2. Грунтовые - раздробленная горная порода (минерально-дисперстное образование) – результат физического и химического выветривания массивных горных пород. Грунтовое основание обладает большой сжимаемость и малой прочностью, что необходимо учитывать при проектировании.
К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.
ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.
Цель написания работы заключается в исследовании расчета тела фундаментов мелкого заложения по прочности, а также в исследовании плитной части ФМЗ на продавливание и раскалывание.
Для достижения поставленной цели следует решить следующие задачи:
Изучить расчет тела фундаментов мелкого заложения по прочности;
Изучить расчет плитной части ФМЗ на продавливание и раскалывание.

 
1 РАСЧЕТ ТЕЛА ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЧНОСТИ
Расчет на продавливание при монолитном сопряжении колонны или подколонника с плитной частью фундамента Расчет на прочность тела фундамента производится на расчетные нагрузки, взятые с коэффициентом перегрузки n=1,2 и приложенные на уровне обреза фундамента. Собственный вес фундамента и вес грунта на его уступах не учитывается, так как обусловленные этими нагрузками реактивные давления ими же уравновешиваются, не вызывая усилий изгиба в теле фундамента.
Расчет столбчатого фундамента на продавливание производится при монолитном сопряжении колонны или высокого подколонника с плитной частью — от верха плитной части фундамента, а при наличии стакана в теле фундамента или в подколоннике при расстоянии от низа сборной колонны до верха плитной части фундамента hс≤(l_2- l_c)/2 - — от низа колонны.
Из расчета фундамента на продавливание определяется минимальная высота плитной части h и назначаются число и размеры ее ступеней.
Проверку прочности на продавливание (местный срез) плитного фундамента необходимо производить исходя из того, что толщина его элементов является достаточной для восприятия бетоном перерезывающей силы, вызван-ной продавливающей нагрузкой вдоль расчетного критического периметра согласно расчетным моделям, для столбчатого фундамента.
Расчет поперечного армирования фундаментов не производят, если выполняется условие:
V_sd≤V_rdct
Где: V_sd - расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении фундамента от внешних нагрузок (без учета веса фундамента и грунта на его обрезах), в том числе результирующая сила, действующая по длине критического периметра пирамиды продавливания, кН (кН/м)
V_rdct - допускаемая расчетная поперечная сила, воспринимаемая фундаментом в рассматриваемом сечении без поперечной арматуры, кН (кН/м).
Расчет на продавливание выполняется для следующих типов площадей приложения нагрузки к фундаменту:
— круговых, с диаметром не более 3,5d (где d — рабочая высота сечения плитной части фундамента);
— прямоугольных, с периметром не более 11d и отношением длины к ширине не более 2;
— другой формы при ограничении размеров по аналогии со стандартными формами, описанными выше.
Критический периметр для круговых и прямоугольных в плане площадей приложения местной нагрузки, расположенных на удалении от свободных кра-ев плиты, определяется как периметр, отстоящий на расстоянии 1,5d от внеш-ней грани площади приложения нагрузки А.
Если условие прочности плиты без поперечного армирования не выполняется, следует устанавливать рассчитанное и поперечное армирование в виде вертикальных хомутов или стержней, отогнутых под углом 45° ≤∝≤90°. При этом минимальная толщина армированной плиты должна составлять не менее 200 мм, а в качестве поперечного армирования, обеспечивающего прочность плиты на продавливание, допускается применять арматуру классов S240 и S400.
 
2 РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФМЗ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ И РАСКАЛЫВАНИЕ.

Минимальная высота плитной части фундамента при соотношении сторон его подошвы b/l ³ 0,5 определяется из расчета на продавливание. При этом продавливающая сила должна быть воспринята бетонным сечением плитной части фундамента, как правило, без постановки поперечной арматуры. В стесненных условиях (при ограничении высоты фундамента) допускается поперечная арматура.
Следует различать две схемы расчета на продавливание в зависимости от вида сопряжения фундамента с колонной:
1-я - при монолитном сопряжении колонны с фундаментом (рисунок 1, а) или подколонника с плитной частью фундамента при высоте подколонника hcf ³ 0,5 ( lcf - lc ) (рисунок 1, б), а также при стаканном сопряжении сборной колонны с высоким фундаментом - при высоте подколонника, удовлетворяющей условию hcf - dp ³ 0,5 ( lcf - lc ) (рисунок 1, в). В этом случае продавливание плитной части