11.3. Фундаменты из сборных железобетонных элементов

Сборные составные железобетонные фундаменты разработаны для применения в каркасах производственных зданий под колонны с расчетной нагрузкой до 3000 т. Фундаменты состоят из плитной части, выполненной из плит, имеющих продольную выемку, и ребер-подколонников, вставляемых в эту выемку. После замоноличивания пазух составные фундаменты работают как цельная конструкция за счет обжатия ребра консолями плиты при изгибе последней. В законченном виде составной фундамент представляет собой отдельно стоящий башмак таврового сечения с равной или большей, чем у ребра, длиной плитной части (рис. 11.8).

Рис. 11.8. Сборный железобетонный фундамент

Рис. 11.9. Сборный фундамент под сборную колонну при отсутствии (а) и наличии (б) подколонника

1 – колонна; 2 –подколонник; 3 – фундамент; 4 – блок-подушка; 5 – стакан

Конструкция ребра-подколонника зависит от типа устанавливаемых на фундамент колонн и способа их опирания.

В расположенных на оси деформационного шва температурного отсека составных фундаментах под парные колонны подколонники выполняют из монолитного железобетона.

Плитная часть укладывается на грунт по 100 мм подстилающему слою средне- или крупнозернистого песка, на железобетонные плиты днища подвала по 30-миллиметровому слою цементно-песчаного раствора марки 50. Подстилающие слои уплотняют виброметодом.

Пазухи между ребром и плитами – по боковым граням и в торцах армируют противоусадочными каркасами и замоноличиваются (рис. 11.10).

Рис. 11.10. Армирование стыка между составными элементами

11.4. Определение размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы фундамента определяют из расчета основания по деформациям. Эпюра давления на основание по подошве фундамента зависит от его жесткости, сжимаемости грунта и других факторов. В расчетах принимают линейное распределение давления p_g.

Если колонны подвергаются внецентренному сжатию при наличии лишь случайных эксцентриситетов, то размеры подошвы фундамента определяют из условия, что среднее давление по подошве p_g,m не должно превышать расчетного сопротивления основания R_g:

p_g,m = N/A_f ≤ R_g

где N – суммарная продольная сила.

Рис. 11.11. Схемы для расчета размеров симметричного (а) и несимметричного (б) ступенчатого фундамента

Рис. 11.12. К расчету внецентренно сжатого фундамента

а – расчетная схема; б, в, г – эпюры давлений

Если колонны подвергаются внецентренному сжатию (рис. 11.11, а) то размеры подошвы фундаментов определяют с учетом трапециевидной эпюры давления на основании:

p_g,max = N_max/A_f + M/W_f ≤ 1,2·R_g

p_g,m = N_max/A_f ≤ R_g

p_g,min = N_min/A_f - M/W_f ≥ 0

где W_f – момент сопротивления подошвы фундамента.

Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и больше, а также при слабых грунтах, для которых расчетное сопротивление R_g < 150 кПа, требуется соблюдать условие p_g,min/ p_g,max ≥ 0,25.

11.5. Расчет фундамента на продавливание

Данным расчетом определяют необходимую высоту ступеней, а также толщину дна стакана.

В эксплуатационной стадии (рис. 11.13) максимальное и минимальное реактивное давление на фундаментную плиту составляют

p_g,max(min) = (N_c + G)/A_f ± (M_c +Q_c·h_f + G ·e)/W_f

где M_c и Q_c – усилия в колонне на уровне верха фундамента; h_f – высота фундамента; e – полусумма толщины стены и высоты сечения колонны; G – нагрузка на фундамент от стены.

Рис. 11.13. Схемы образования грани 1 – 2 – 3 – 4 пирамиды продавливания при действии эксплуатационных (а) и монтажных (б) нагрузок

Расчет фундамента на продавливание производят из условия:

F ≤ R_bt·b_m·h₀ = R_bt ·( b_с·h₀ + h₀²)

В монтажной стадии (рис. 11.12, б) расчет на продавливание производят из условия:

F_m ≤ R_bt ·( b_3-4·t₀ + t₀²)

где t₀ – рабочая толщина дна стакана.

p_max(min) = N_m /A_f ± M_m/W_f

где M_m и Q_m – усилия в колонне в монтажной стадии.

Кроме того, проверяют прочность бетона фундамента под торцом колонны на местное сжатие.