Черт. 15. Схема образования пирамиды продавливания в стаканном фундаменте от действия только продольной силы

2.22. Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы N_c (черт. 16) производится из условий:

при b_c / l_c £ A_b / A_l N_c £ (1 + b_c / l_c) m g_g A_l R_bt ; (31)

при b_c / l_c > A_b / A_l N_c £ (1 + l_c / b_c) m g_g A_b R_bt ; (32)

где m — коэффициент трения бетона по бетону, принимаемый равным 0,75;

g_g — коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом и принимаемый равным 1,3; при отсутствии засыпки фундамента грунтом (например, в подвалах) коэффициент принимается равным 1;

A_l, A_b - площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечения колонны параллельно соответственно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади стакана фундамента (см. черт. 16).

Черт. 16. Площади вертикальных сечений А_l и A_b при раскалывании стаканного фундамента от действия только продольной силы

В формуле (31) b_с/b_l должно быть не менее 0,4, а в формуле (32) l_c/b_c - не более 2,5.

2.23. Из расчетов на продавливание и раскалывание по пп. 2.21 и 2.22 принимается бóльшая величина несущей способности фундамента.

В случае неармированного стакана фундамента дополнительно производится расчет на продавливание внецентренно нагруженных стаканных фундаментов квадратных и прямоугольных в плане от верха стакана по схеме 1 (см. черт. 9, 10) из условия (1). При этом величина расчетного сопротивления бетона осевому растяжению принимается с коэффициентом, равным 0,75.

РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
НА ПОПЕРЕЧНУЮ СИЛУ

2.24. Для фундаментов при соотношении сторон подошвы b/l £ 0,5 дополнительно к проверке на продавливание следует выполнять проверку на действие поперечной силы. При вылете фундаментной плиты (или ступени) с_i < 2,4/h_0,i проверка на действие поперечной силы выполняется из условия

Q_i £ 2,5 R_bt b_i h_0,i ; (33)

при с_i > 2,4h_0,i Q_i £ 6 R_bt b_i h_0,i²/c_i ; (34)

где О_i — поперечная сила в расчетном сечении;

R_bt — принимается по п. 2.8;

b_i — средняя ширина в рассматриваемом i-м сечении;

h_0,i — рабочая высота сечения.

Величина Q_i определяется по эпюре давлений под подошвой фундамента, вычисляемых без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах.

2.25. При проектировании несимметричных фундаментов с малым вылетом фундаментной плиты или ступени, когда отношение рабочей высоты фундамента (или его ступени) превышает 0,6 вылета соответствующей консоли, при краевом давлении под подошвой фундамента р_max > 1 МПа (10 кгс/см²), следует провести расчет консоли фундаментной плиты (или его ступени) на действие поперечной силы из условия (33).

РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
НА ОБРАТНЫЙ МОМЕНТ

2.26. В ряде случаев - при неполном касании подошвы фундамента с грунтом или при треугольной эпюре давления на грунт и наличии к тому же значительных полезных нагрузок на пол, необходимо выполнять проверку прочности плитной части на обратный момент, возникающий от действия веса фундамента и грунта на его уступах и от размещенного на полу над фундаментом складируемого материала.

Обратный момент рекомендуется воспринимать бетонным сечением тела плитной части без постановки горизонтальной арматуры в растянутом сечении. В необходимых случаях, при соответствующем обосновании, может быть предусмотрено армирование растянутой зоны сечения.

При действии на фундамент обратных изгибающих моментов в двух направлениях проверка прочности плитной части производится раздельно для каждого направления.

2.27. Условие прочности при восприятии обратного момента бетонным сечением имеет вид

М_0,i £ R_bt W_pl,i , (35)

где М_0,i - изгибающий обратный момент в рассматриваемом i-м сечении консольного выступа (по грани колонны или по граням ступеней);

W_pl,i - момент сопротивления для крайнего растянутого волокна i-го бетонного сечения.

Момент сопротивления W_pl,i для крайнего растянутого волокна бетонного сечения определяется из условий:

для прямоугольных сечений (нижняя ступень)

W_pl,i = b h₁² / 3,5 ; (36)

для тавровых сечений

W_pl,i = 2I_b,0 / (h - x) + S_b,0 , (37)

где I_b,0 - момент инерции площади сечения сжатой зоны бетона относительно нулевой линии;

S_b,0 - статический момент площади сечения растянутой зоны бетона относительно нулевой линии.

Положение нулевой линии определяется из условия: S_b,0 =0,5(h-x)A_bt, где A_bt — площадь растянутой зоны бетона.

2.28. Величина обратного изгибающего момента М_0,i определяется как сумма изгибающих моментов в рассматриваемом сечении от действия усредненного веса фундамента и грунта на его уступах и полезной нагрузки на пол q за вычетом момента от реактивного давления грунта по подошве фундамента

М_0,i = 0,5 (g_cg d + q) c_i² - M_pi , (38)

где g_cg - усредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м³ (2,0 тс/м³);

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки;

с_i - расстояние от наименее нагруженного края фундамента до рассматриваемого сечения (по грани колонны или подколонника и по граням ступеней);

М_pi - изгибающий момент в рассматриваемом сечении от реактивного давления грунта по подошве фундамента.

2.29. Изгибающие моменты М_pi в расчетных сечениях определяются от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента, вычисляемого с учетом нагрузки от собственного веса фундамента, грунта на его уступах и полезной нагрузки на пол на всю ширину или длину фундамента.

В зависимости от вида эпюры давления грунта изгибающие моменты М_pi в сечении i на расстоянии с_i от наименее нагруженного края фундамента можно вычислить по формулам:

при трапециевидной или треугольной эпюре давления грунта (при e_0,x < l/6) в направлении действия момента М_x (черт. 17, а)

M_pi,x = [N + (g_cgd + q) lb] ´ c_i² (1 - 6e_0,x / l + 4e_0,x c_i / l²) / 2l , (39)

где эксцентриситет продольной силы

e_0,x = (M + Qh) / [N + (g_cgd + q) lb] ; (40)

при неполном касании подошвы фундамента и грунта при l/4 > е_0,х > l/6, для с_i > 3 e_0,x - l/2 (черт. 17,б) в направлении действия момента М_х

M_pi,x = [N + (g_cgd + q) lb] ´ (c_i - 3e_0,x + l/2)³ / 27 (l/2 - e_0,x)² . (41)

Черт. 17. Расчетные схемы и сечения при проверке прочности
на обратный момент внецентренно нагруженного фундамента

а - при е₀ £ l/6 ; б - при l/4 > e₀ > l/6

Аналогично вычисляются моменты М_pi,y с заменой величин e_0,x, l соответственно на e_0,y , b;

при неполном касании подошвы фундамента и грунта при l/4 > e₀ > l/6, для c_i < 3e₀ - l/2 изгибающие моменты М_pi = 0.

2.30. При невыполнении условия (35) сечение горизонтальной арматуры в растянутой зоне от действия обратного момента определяется по формуле (43) для прямоугольного (для нижней ступени) или таврового сечений.