Расчет железобетонных ленточных (балочных) ростверков свайных фундаментов под крупнопанельные стены

1. Расчет балочных ростверков крупнопанельных зданий высотой до 12 этажей должен производиться из условия совместной работы ростверка и опирающихся на него стеновых панелей первого этажа (или подвала).

2. Расчет дается только для случая, когда соблюдаются следующие условия:

а) панели стен из тяжелого бетона:

(1)

б) панели стен из легкого бетона:

(2)

где b_р и b_п — ширина соответственно ростверка и панели, м;

Е_р и Е_п — модули упругости материала, тс/см², соответственно ростверка и панели.

3. Балочные ростверки рассчитываются на действие: изгибающего момента и перерезывающей силы, нормальной растягивающий силы, приложенной по верхней грани ростверка над крайними опорами: нормальной сжимающей силы, приложенной по верхней грани ростверка над промежуточными опорами.

Расчет ростверков ведется как железобетонных балок в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций на воздействия, определяемые по п п. 4 — 7 настоящего приложения.

4. Расчет балочных ростверков необходимо выполнять на нагрузку от стеновых панелей р_о и на нагрузку, приложенную непосредственно к ростверку p₁.

Величина нагрузки на ростверк от стеновой панели р_о и протяженность а_о этой нагрузки (рис. 1) определяются по формулам:

р_о =_оk_oq_o, (3)

, (4)

где p_o — расчетная нагрузка на ростверк, тс/м;

Рис. 1. Расчетные схемы ростверков

а — многопролетного; б — однопролетного с панелью без проема; в — то же, с проемом

a_o — протяженность нагрузки р_о, м (если стеновая панель опирается на ростверк через плиты перекрытия, то величина a_o увеличивается на толщину перекрытия);

_o — коэффициент, определяемый для однопролетной балки по табл. 1 и зависящий от соотношения геометрических размеров панели и ростверка, проектной марки растворного шва и величины нагрузки, приложенной непосредственно к ростверку (за вычетом собственного веса ростверка и веса панелей перекрытия);

k_о — коэффициент увеличения нагрузки в меньшем пролете ростверка, зависящий от соотношения смежных пролетов, принимаемый:

k_о = 1 при L_р.макс/L_р.мин < 1,5;

k_о = 1,4 при L_р.макс/L_р.мин = 2;

k_о = 1,6 при L_р.макс/L_р.мин = 3;

q_о — вся вышележащая нагрузка, приложенная равномерно — распределенно в уровне верха ростверка (кроме нагрузки p₁);

L_p — расчетный пролет ростверка, определенный по формуле

L_p = 1,05 L_cв; (5)

L_cв — пролет в свету между сваями (или оголовками), м.

Примечание. Если панели имеют дверные проемы, то на участках опирания панели ростверки рассчитываются на равномерно распределенную нагрузку.

Таблица 1

	Коэффициент о
Lp	p1 < 500 кгс/м				p1 > 650 кгс/м
Ho	hp = 40		hp = 60		hp = 40 см		hp = 60 см
	M100	M4 — 10	M100	M4 — 10	M100	M4 — 10	M100	M4 — 10
0,5	1,9	1,5	1,5	1,1	1,9	1,5	1,5	1,2
1	3,3	2,2	2,5	1,7	4	2,5	3	2
1,6	5	3,3	2,8	2,6	7	4,5	5	3,3
2	7,4	5,2	5,9	4,2	10	7,2	7,8	5,8

Примечания: 1. В таблице приняты следующие обозначения: Н_o — высота панели, м; L_p — расчетная величина пролета ростверка, h_p — высота ростверка, м; М — проектная марка растворного шва.

2. Величина коэффициента _о для промежуточных значений высоты ростверка, нагрузки марки растворного шва и при промежуточных величинах определяются интерполяцией.

Для балок высотой более 0,6 м (но  0,8 м) значение _о принимается по таблице с коэффициентом 0,8, а для балок менее 0,4 м (но не менее 0,3 м) — как для балок высотой 0,4 м.

5. Нормальная растягивающая и сжимающая сила N_р и N_cж в тс определяются по формулам:

N_р = q_o; (6)

N_cж = ₁q_o, (7)

где q_o — значение то же, что и в формуле (3):

 и ₁ — коэффициенты, м, определяемые по табл. 2 в зависимости от отношения и проектной марки раствора шва.

Таблица 2

Коэффициенты  и ₁

	Коэффициент  для ростверков				Коэффициент 1 при
Lp Ho	однопролетных при растворе шва марки		многопролетных при растворе шва марки		растворе шва марки
	M100	M4 — 10	M100	M4 — 10	M100	M4 — 10
0,5	0,37	0,45	0,25	0,4	0.09	0,06
1	0,7	0,9	0,5	0,7	0,18	0,12
1,5	1	1,35	0,75	1,1	0,26	0,18
2	1,25	1,8	1	1,5	0,34	0,24

Примечания: 1. Обозначения L_p и Н_о те же, что и в табл. 1.

2. Величины коэффициентов  и ₁ при промежуточных значениях определяются интерполяцией.

6. Стеновые панели, опирающиеся на ростверк, следует проверить на местные сжимающие напряжения в местах их контакта с ростверком (над сваями).

Длину зоны контакта а_о можно принимать по формуле (4), пользуясь табличными данными применительно к случаю раствора проектной марки 100.

7. Стеновые панели в нижней зоне необходимо проверить на равнодействующую горизонтальных растягивающих усилий N, тс, по формуле

N = N_б.с ‑ 0,8 N_р(сж), (8)

где N — равнодействующая горизонтальных растягивающих усилий, тс;

N_б.с — горизонтальное усилие, тс, в нижней зоне панели, рассчитанной как балки-стенки пролетом

.

8. Балочные ростверки свайных фундаментов должны выполняться из тяжелых бетонов сборными или монолитными.

9. Расположение монтажных (подъемных) петель в сборных ростверках должно предусматриваться по геометрической оси элементов ростверка с тем, чтобы после укладки плит (панелей) перекрытия петли балок ростверка были бы в шве между плитами перекрытия.

Если стеновая панель устанавливается непосредственно на ростверковую балку, монтажные петли должны быть срезаны заподлицо с верхней плоскостью ростверковой балки.

10. Верхняя поверхность сборных элементов ростверка должна быть ровной и гладкой. Стрела выгиба ростверка не должна превышать 5 мм.

11. В случае, если на ростверк опирается:

панель без проема, то она должна опираться не менее чем на две сваи;

панель с проемом, то под каждым участком панели (при длине участка  3d) необходимо располагать не менее двух свай (где d — размер поперечного сечения сваи);

две панели, то в месте их примыкания необходимо установить сваи.

Пример 1. Требуется рассчитать однопролетный ростверк (рис. 2) при следующих исходных данных: равномерно распределенная нагрузка по верху ростверка от панелей q_о = 25 тс/м; нагрузка, приложенная непосредственно к ростверку, p₁ = 1 тс/м; высота панели H_п = 3 м; длина панели L = 3,35 м; высота ростверка h_p = 0,5 м; пролет ростверка в свету L_св = 2,85 м; толщина панели 12 см; проектная марка растворного шва 100; проектная марка бетона панели 150 и бетона балки 200.

Решение. Находим расчетный пролет

L_p = L_св1,05 = 2,851,05 = 3 м.

Определим отношение . По табл. 1 и 2 находим коэффициенты _o = 3,5 и  = 0,7 м.

Величина нагрузки на ростверк по формуле

р_о =_оk_oq_o = 3,5125 = 87,5 тс/м.

Протяженность нагрузки р_о, т. е. величина а_о по формуле (4), будет равна:

м.

Величина нормальной растягивающей силы

N_р = q_o = 0,725 = 17,5 тс.

Величина поперечной силы

Q = (р₁ L_р +p_oa_o) 0,5 = (13 + 87,50,86) 0,5 = 39,1 тс.

Величина опорного момента

М_оп = = 17,50,5 = 4,4 тсм.

Суммарный пролетный момент

М_пр =

тсм.

Проверим нижнюю зону панели на растягивающее усилие по формуле (8). Для этого рассчитаем панель как обычную балку-стенку размером 33 м с равномерно распределенной нагрузкой поверху q_о=25 тс/м, пролетом = 3 ‑ 0,86 = 2,43 м. В результате строим эпюру горизонтальных напряжений в панели для середины пролета (см. рис. 2).

Рис. 2. Схема для расчета ростверка

а — фактические нагрузки; б — расчетные нагрузки; в — эпюра горизонтальных напряжений в панели

По эпюре горизонтальных напряжений находим величину N_б.с:

N_б.с = 14,9 тс,

а по формуле (8) — величину N:

N = N_б.с ‑ 0,8 N_р(сж) = 14,9 ‑ 0,817,5 = ‑ 0,9 тс.

Принимая во внимание, что высоты растянутых зон в панели, опертой на ростверк, и в панели, не опирающейся на ростверк, будут практически равными, найдем величину растягивающих напряжений _р, соответствующую величине

_р = кгс/см² < 6,3 кгс/см²;

R_p = 6,3 кгс/см² — расчетное сопротивление бетона при марке бетона панели М150 (табл. 13 главы СНиП II-21-75).

Таким образом, прочность панели в растянутой зоне обеспечивается.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11