Розрахунок фундаментної плити на продавлювання, коефіцієнт армування

Розрахунок фундаментної плити на міцність і продавлювання

• Конструювання плит з колонами всередині периметра
• Розрахунок плит з колонами біля краю
• Розрахунок на продавлювання біля стін

Розрахунок фундаментної плити на продавлювання дозволяє забезпечити запас міцності підстави, обчислити розміри монолітного блоку. На виготовлення підстави витрачається третина бюджету будівництва, тому природним бажанням замовника є максимальна економія коштів.

Розрахунок фундаментної плити на міцність необхідний для того щоб знати марку бетону, кількість арматури, а також товщину самої плити.

Розрахунок на продавлювання необхідний для визначення мінімально можливого класу бетону, товщини фундаментної плити, кількості арматури всередині неї.

При проектуванні будинків на плиту спирають або стіни по периметру, або колони, на які кріпляться матеріали стін. Тому розрахунки завжди індивідуальні для кожного об`єкта.

Конструювання плит з колонами всередині периметра

Товщина монолітного фундаменту під колону в цьому випадку розраховується виходячи з конструктивних особливостей підстави:

Схема пристрою плитного фундаменту.

• плита може перебувати між колонами;
• колона спирається на моноліт зверху;
• ж / б елементи підстави сполучаються один з одним.

Загальною умовою є менше значення зосередженої сили від навантажень, ніж зусилля, сприйманого бетоном даного перетину (F < F>max).

При розташуванні монолітного фундаменту між колонами зосереджена сила обчислюється за формулою:

При цьому враховуються поздовжні сили N2. N1 (під і над колоною відповідно), нормальні розвантажують зусилля від ваги плити, дії навантаження, підсумовується в Fq. Зона продавлювання завжди більше перерізу колони на величину 0,5, її площа обчислюється за формулою:

Aq = h (a + b + h), де h, b, a - висота плити, сторони перерізу колони

Розвантажувати сила від ваги плити дорівнює добутку навантаженні від своєї ваги, обмеженою контуром площі. Якщо перший показник відомий, другий обчислюється за формулою:

A = (a + h) (b + h)

Розрахунок фундаменту під колону, розташовану над плитою, відбувається за формулою:

F = N - Fq (де Fq - довантажувати сила від ваги плити під колоною)

Якщо плита сполучається з колоною, використовується інша формула:

F = N - Fq + Fg (де Fg - розвантажувати зусилля від реактивного тиску на грунт)

При використанні поперечного армування міцність плити багаторазово збільшується, оскільки армопояс якісно сприймає навантаження від колони нарівні з бетоном. В цьому випадку враховується площа арматури в зоні продавлювання. Для стрічкового фундаменту подібні обчислення використовуються рідко, оскільки навантаження від стін по периметру будівлі розташована рівномірно.

Повернутися до списку

Розрахунок плит з колонами біля краю

Схема армування плитного фундаменту.

Коефіцієнт армування закладається при проектуванні підстави. Вертикальне розташування арматури підвищує міцність конструкції. На практиці здійснюють виготовлення просторового каркаса з двома горизонтальними армопояс, пов`язаними з вертикальними стержнями в єдине ціле. Високий ресурс монолітного фундаменту спостерігається лише при використанні пластикових хомутів або в`язального дроту. При використанні зварювання для з`єднання прутів арматури всередині залізобетонної плити виникає внутрішня напруга, осередки корозії.

Для скорочення бюджету плитного фундаменту вертикальна арматура може розподілятися концентровано в місцях встановлення колон, по радіальних напрямках.

Для колон біля краю враховується найбільш несприятливий результат, формула обчислення фундаментної плити на продавлювання виглядає наступним чином:

Де Mx. My - зосереджені моменти, що діють у відповідних напрямках, Mult. Mmax - граничні моменти, які може сприймати бетон в цих же напрямках. Величина F - це сила від зовнішніх навантажень, Fmax - зусилля, яке сприймає бетоном в розрахунковому перерізі.

При обчисленні розрахункової площі продавлювання враховуються відстані між гранями колони, краєм плити (c), розміри перетину (b, a), товщина моноліту (h):

A = 0,5h (a + a (c / 0,5h) + 2b + 2c + h)

Фундамент часто має технологічні, експлуатаційні люки, отвори, отвори. Спеціальні розрахунки проводяться лише при малому їх видаленні від місця положення колон (менше 6h). В обчисленнях оперують зосередженими моментами, нормальними силами, вони повністю ідентичні попереднім варіантам. Однак є специфічні особливості розрахунків:

• від центру перетину проводять дві прямі до країв отвору;
• розрахунок фундаментної плити виробляють без урахування отриманого між ними сектора.

Таким чином, розрахунок фундаменту забезпечує запас міцності для підвищення ресурсу підстави будівлі, споруди.

Повернутися до списку

Розрахунок на продавлювання біля стін

При розташуванні в складних конструкціях колон поблизу стін міцності фундаменту повинно вистачати для витримування зосереджених в цих зонах навантажень. Тому в даному випадку використовуються додаткові обчислення. Правила розрахунку при цьому не змінюються, однак враховується зосереджений момент лише в одному напрямку (з площини стіни в колону). Його приймають рівним половині різниці моментів вигину монолітного підстави.

Розрахунок плитного фундаменту. в якому колона знаходиться біля кута стін, не враховує момент, береться лише значення поздовжньої сили. Обчислення на відрив присутні в схемах підвішування плити до стіни, вони проводяться на додаток до вищевказаних. Відгини арматури в зоні обпирання колони приймаються за концентроване поздовжнє армування. У цьому випадку в розрахунок на міцність додається поперечний переріз відгинів, кут їх нахилу до плити.

Таблиця: Необхідна кількість бетону в залежності від товщини фундаментної плити.

Як поперечної концентрованої арматури також розглядаються елементи з профільованої сталі. Розрахунок плити проводиться відповідно до загальних правил, площа перетину обчислюють залежно від товщини полиць, стінок профілю.

Існують методики експериментального продавлювання шматків ж / б плит спеціальними штампами, що повторюють форму підстави колон (хрестоподібна, кутова, квадратний перетин). При експерименті виключається руйнування від згинальних навантажень, для чого задаються необхідні параметри армуючого шару (крок, діаметр стрижнів), зразки плит беруться рівними 20 см в товщину. Товщина пластин штампів також дорівнює 20 см.

Складність моделювання поведінки залізобетону полягає в нелінійності матеріалів, анізотропності бетону. Дотичні напруження всередині монолітних основ з опертям на них колон мають наступні ізометричні лінії. Приклад розрахунку за методикою кінцевих елементів для 20 см плити з нижньої, верхньої армосеткамі з прутків класу А400С діаметром 1 см з кроком в перпендикулярних напрямках 15 см показав:

• руйнування відбувається на шостий ступені додатки продавлювати навантаження;
• гранично-корисне навантаження для заданих умов не перевищує 27 кН на квадрат;
• межі міцності залізобетону рівні: розтягування - 1,05 МПа, стиснення - 14,5 МПа;
• модуль пружності дорівнює 30 ГПа.

У більшості випадків розрахунки показують, що утворення тріщин в монолітному бетоні відбувається в напрямку 45 градусів від осей, арматурних стрижнів притаманні пластичні деформації.