Розрахунок ростверку пальового фундаменту

Як виконується розрахунок ростверку пальового фундаменту?

• Як зробити розрахунок ростверку на продавлювання?
• Що знадобиться врахувати при розрахунку пальового фундаменту?
• Як розраховувати конструкцію на продавлювання колоною зі сталі?
• Як розрахувати свайно ростверкових фундамент на вигин?
• Як розрахувати склянки частина?
• Як розрахувати міцність перетину нахилу ростверкових конструкції на впливу поперечної сили?

Ростверк - це один з основних компонентів пальового фундаменту. Він з`єднує голови і призначається для того, щоб була можливість передавати через палі навантаження від фундаменту до надземної частини виробу. Після розміщення всіх паль в проекті і визначення розмірів ростверку знадобиться уточнити вертикальне навантаження на кожну з паль. Зробити це можна за простою формулою.

Схема пристрою збірних залізобетонних і монолітних ростверків в пальових фундаментах.

Як зробити розрахунок ростверку на продавлювання?

Для того щоб ростверкових фундамент був міцним і служив довго, знадобиться грамотно виконати його розрахунок. Результати розрахунків ростверку під колони повинні заноситися в план. Дані дії обов`язково виконувати людям, які займаються будівельними роботами.

Виконання розрахунку пальового фундаменту здійснюється за граничними станами 1 і 2 групи.

До 1 групи подібних станів можна віднести:

Малюнки 1-3. Формули для розрахунку конструкції на продавлювання колоною зі сталі

1. Міцність матеріалів, з яких виготовляються ростверкових вироби під фундамент.
2. Несуча спроможність наявного грунту.
3. Несуча здатність поверхні. якщо є великі навантаження по горизонталі.

До 2 групи подібних станів слід віднести:

1. Опади підстави від вертикальних навантажень.
2. Зміщення або повороти несучих елементів по горизонталі з присутніх грунтом, якщо є навантаження по горизонталі і моменти.
3. Поява або відкриття тріщин в пристрої пальового фундаменту з залізобетону.

Розрахункове навантаження по горизонталі на 1 палю визначається з урахуванням рівномірного розподілу зусиль на встановлені палі. Ростверкових плита під фундамент при цьому по відношенню до всіх паль приймається нескінченно жорсткою.

Ростверки під колони, які розміщуються поруч один з одним, а також стрічкові вироби подібного типу розраховуються з урахуванням всіх вимог СНиП II-В.1-62 по 1-му граничного стану на головне, другорядне і особливе поєднання зусиль, яке розраховується. Якщо є необхідність, виконується розрахунок по відкриттю тріщин на головне і другорядне поєднання навантаження по нормативам.

Розрахунок по відкриттю тріщин виконується згідно з вимогами, які описуються в пункті 10.4 СНиП II-В.1-62. Ширина відкриття тріщин повинна бути не більше 0,3 мм.

Розрахунок ростверків під фундамент на палях з круглим перетином виконується так само, як і на пальових виробах з квадратним перетином.

Малюнки 4-5. Формули для розрахунку моменту вигину для кожного з перетинів.

Споруди із залізобетону збірного і монолітного типу, які встановлюються в фундамент палі, робляться з бетону, що має проектну марку М200 або М150. Найбільш підходяща марка бетону - М200.

Висота ростверків пальових фундаментів на несучих елементах із залізобетону може бути визначена формулою. Мінімальна висота даної даного вироби - 35 см, а ширина - 45 см. Габарити підошви ростверку під колону, сходинки і подколоннік знадобиться приймати по 300 мм або менше. Висота плитний частини, сходинок і подколонніка повинні складати 150 мм або менше.

Форма монолітного ростверку під фундамент буде залежати від розміру всіх частин виготовляється споруди і від кількості несучих елементів. Висота споруди повинна мати можливість безпечно передавати зусилля на пальові вироби та їх міцну анкеровку.

Різниться 2 види вертикальних сил, які діють на ростверкових фундамент:

1. Осьова навантаження. Сила проходить через центральну точку тяжкості підстави під фундамент.
2. Ексцентрична навантаження. Сила зміщується щодо центру ваги.

При ексцентричної навантаженні виріб подібного типу буде перебувати під впливом моменту, тому палі необхідно розміщувати так, щоб центр їх тяжкості збігся з рівнодіюча сил, які прикладаються до ростверку під фундамент.

Якщо ексцентрична навантаження є змінним, то знадобиться розташувати палі так, щоб навантаження на них у всіх місцях була рівномірною. Для кожної системи навантаження необхідно перевіряти, чи не перевищують гранично допустимі навантаження несучу здатність споруди.

Повернутися до списку

Що знадобиться врахувати при розрахунку пальового фундаменту?

При розрахунку ростверкових фундаментів подібного типу знадобиться враховувати наступні моменти:

Виконання розрахунку ростверку на продавлювання колоною важкої конструкції пальового фундаменту з 4 або великою кількістю паль здійснюється за формулою (рис. 17). Формула має на увазі, що продавлювання буде виконуватися збоку споруди. Її висота визначається як відстань по вертикалі від встановленої арматури плити до нижньої частини колони. Бічні грані, що проходять від зовнішніх граней колони до граней паль, повинні мати кут нахилу в 40 ° або більше. Максимальний кут можна визначити за формулою (рис. 18), де Fper - сила опору продавлювання, яка дорівнює сумі реакцій встановлених виробів, які розташовуються за територією підстави. Fper визначається по даній формулі (рис. 19).

Повернутися до списку

Як розраховувати конструкцію на продавлювання колоною зі сталі?

Якщо планується встановити сталеві ростверки під колони, знадобиться виконати такі розрахунки:

• розрахунки ростверку на продавлювання колоною;
• розрахунок на продавлювання даної конструкції кутовими палями;
• на вигин;
• на локальне продавлювання виробом зі сталі.

У разі колони зі сталі із суцільним перерізом або наскрізний колони, яка має загальну жорстку базу зі сталі, розрахунок конструкцій на продавлювання колоною можна виконати за формулою (рис. 1), де:

Малюнки 11-13. Формули розрахунку арматурної анкерування.

1. Fper - сила опору продавлювання. Величину Fper при важкому ростверку під фундамент необхідно приймати за значення, яке дорівнює сумі реакцій встановлених паль, які розташовуються за територією підстави від впливає сили в колоні у межі конструкції зверху, яка розташовується горизонтально.
2. Якщо ростверки навантажуються не центральною, значення сили опору продавлювання слід визначати за формулою (рис. 2). ? Fi - сума реакцій встановлених паль, які розташовуються з одного боку від осі в частині конструкції, яка має максимальне навантаження. В даному випадку необхідно відняти палі, які розташовуються з тієї ж сторони від осі споруди.
3. abas і bbas - розміри плити для опори колоною бази зі сталі.
4. h0 - висота ростверку, яка враховується від верху робочих арматурних прутів до підошви плити опори колоною бази, яка виготовляється зі сталі.
5. c1 - відстань від межі плити для опори колоною бази зі сталі до площини, яка проходить по внутрішній межі ближнього ряду паль.
6. c2 - відстань від межі до площини, яка проходить по внутрішній межі ближнього ряду паль.

У разі наскрізний колони зі сталі, яка має свою базу під кожну з гілок, виконання розрахунку ростверку на продавлювання колоною по всій плиті зі сталі даної галузі здійснюється за формулою (рис. 1). В даному випадку за розрахункову величину сили опору продавлювання слід приймати (рис. 3), де? Fi - сума реакцій встановлених паль, які розташовуються з зовнішньої сторони від осі. Необхідно відняти реакції виробів, які розташовуються з зовнішньої сторони від колоною конструкції.

Повернутися до списку

Як розрахувати свайно ростверкових фундамент на вигин?

Розрахунок міцності конструкції на вигин виконується в перетині по межі колони і по зовнішньої межі сходинок конструкції.

Розрахунковий момент вигину для кожного з перетинів ростверку можна визначити як суму моментів від реакцій встановлених паль і від локальних навантажень, які прикладаються до свесу конструкції по 1 сторону від розглянутого перерізу. Формули виглядають наступним чином: (рис. 4, 5), де Mxi. Myi - вигин в перетинах, які розглядаються.

Малюнки 14-16. Формули для розрахунку склянку частини і міцність перетину нахилу ростверкових конструкції на впливу поперечної сили.

Розрахунок міцності конструкції на вигин в разі встановлених колон зі сталі виконується в перетинах по осях колон. У виробі подібного типу зі сходинок розрахунок виконується в перетинах по гранях сходинок ростверкових конструкції подібного типу.

Для кожного з можливих перетинів момент вигину можна визначити як суму моментів від реакцій (від навантажень на споруду) і навантажень, які прикладаються до свесу конструкції по 1 сторону від перетину.

Величину з слід прийняти рівною відстані між площиною граней бічних паль і ближньої бічною гранню плити для опори колоною бази зі сталі. Якщо є поетапне виріб, то величина с визначається відстанню між площиною подібних граней паль і гранню сходинки.

Площа арматурного перетину, яке є паралельним стороні а, можна визначити за формулою (рис. 6).

Площа арматурного перетину, яке паралельно стороні b, на всю довжину конструкції можна визначити за формулою (рис. 7).

Міцність перетину нахилу можна визначити за формулою (рис. 8). Воно повинно бути в 1,5 рази менше поперечної сили. Мінімальне значення при цьому можна дізнатися виходячи з формули (рис. 9). Воно повинно бути рівним 0,5.

Якщо дана умова дотримуватися не буде, знадобиться перевірити арматурну анкеровку в місці розміщення крайніх паль за допомогою розрахунку міцності перерізу нахилу по моменту вигину, який можна дізнатися виходячи з формули (рис. 10), де:

• c - відстань між площиною граней паль, які розташовуються в крайньому ряду, і ближньої гранню подколонніка або сходинкою виготовляється споруди;
• dsv - розмір перетину ростверку;
• ?Fi - сума реакцій встановлених в крайньому ряду паль з боку ростверкових частини з плит;
• Mf - момент вигину від локального навантаження (вага конструкції, земляна засипка на частину ростверкових плити і так далі).

Довжина арматурної анкерування може бути визначена за цією формулою (рис. 11), де:

• lan міститься в СНиП 2.03.01-84 (lan = 8);
• As, cal - необхідна площа арматурного перетину ростверку і його плити;
• As, fac - фактична площа арматурного перетину подібної плити;
• діаметр встановлених арматурних прутів.

Формула арматурної анкерування має подібний вид (рис. 12), при цьому lfac можна визначити за формулою (рис. 13).

На довжині арматурної анкерування до поздовжніх арматурних прутів необхідно приварити хоча б 1 поперечну арматуру.

Повернутися до списку

Як розрахувати склянки частина?

Малюнки 17-19. Формули розрахунку ростверку на продавлювання колоною важкої конструкції.

Стіни склянки повинні бути розраховані відповідно до вимог СНиП 2.03.01-84. Дані конструкції розраховуються так само, як і залізобетонні. В даному випадку існують додаткові вимоги, викладає в пунктах 2.6.9-2.6.13.

Стіни склянки годі й підсилювати, якщо відношення товщини стін склянки до висоти уступу і до глибини склянки дорівнює 0,8 або більше.

Конструктивно може бути призначено поперечне армування стін, якщо діє поздовжня сила в межах ядра перетину ростверку колон (рис. 14).

В процесі проектування ростверку пальового фундаменту під колону із залізобетону треба перевірити міцність конструкцій на локальне стиснення під торцями колон.

Розраховувати конструкцію на локальне стиснення під торцями монолітних колон із залізобетону, що мають прямокутне або квадратне розтин ростверку, необхідно виходячи з рекомендацій, зазначених в посібнику з будівництва підстав на наявному грунті під колони конструкцій.

Повернутися до списку

Як розрахувати міцність перетину нахилу ростверкових конструкції на впливу поперечної сили?

Міцність перетину ростверку пальового фундаменту на впливу поперечної сили розраховується за цією формулою (рис. 8), де:

• Q =? Fi - сума реакцій встановлених паль, які знаходяться за територією навантаженої частини конструкції. В даному випадку потрібно враховувати максимально можливий момент вигину;
• b - ширина підошви конструкції пальового фундаменту;
• висота в розрахунковому перерізі конструкції;
• довжина проекції перетину нахилу, яка дорівнює відстані між площиною граней встановлених паль і ближньої гранню подколонніка або сходинки. Якщо встановлюється плитний свайно ростверкових фундамент, то довжина проекції дорівнює відстані між площиною граней і ближньої гранню ростверку під колони.

Значення (рис. 15) слід приймати 0,6 або більше. Qmin = 0,6h0 Rbt, Qmax = 2,5 * b * h0 * Rbt.

Якщо розраховується міцність похилих перерізів ростверку, який перетинають 2 сходинки, за b необхідно приймати наявну величину bred. яку можна визначити за такою формулою (рис. 16), де:

• b - ширина сходинки, яка розташовується знизу (підошва ростверку пальового фундаменту);
• b2 - ширина 2-ий сходинки;
• h0 - висота сходинки ростверкових конструкції, яка розташовується знизу;
• h2 - висота 2-ий сходинки ростверку пальового фундаменту.

Виконати розрахунок всіх необхідних показників не так і просто. Полегшити завдання можна, якщо знати всі необхідні формули і показники. Не зайвою в даному випадку буде допомога фахівця, що має великий досвід роботи в проведенні розрахунків ростверків пальових фундаментів.