РАСЧЕТ ПОДКОЛОННИКА НА МЕСТНОЕ СЖАТИЕ

2.47. Расчет подколонника на местное сжатие (смятие) под торцом колонны (или ветви двухветвевой колонны) выполняется в соответствии с пп. 3.39, 3.41 СНиП 2.03.01-84.

2.48. При расчете на местное сжатие дна стакана подколонника без поперечного (косвенного) армирования должно удовлетворяться условие

N_c £ y_loc R_b,loc A_{loc 1} , (63)

где N_c - расчетная продольная сила в уровне торца колонны или ветви двухветвевой колонны, определяемая по п. 2.20;

y_loc - коэффициент, равный при e₀ £ l_c / 6 (b_c / 6) - 1,0, при e₀ > l_c / 6 (b_c / 6) - 0,75 ;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле

R_b,loc = j_loc R_b , (64)

где j_loc = , но не более 2,5 , (65)

здесь R_b - призменная прочность бетона подколонника, принимаемая как для бетонных конструкций с учетом необходимых коэффициентов условий работы g_b3, g_b9 по табл. 15 СНиП 2.03.01-84;

А_loc2 - площадь поперечного сечения подколонника;

А_loc1 - площадь торца колонны или ветви двухветвевой колонны.

2.49. При невыполнении условия (63) ниже дна стакана должны быть установлены сетки косвенного армирования, сечение арматуры которых и шаг стержней определяются по п. 2.50.

2.50. Несущая способность сечения при наличии сеток косвенного армирования определяется из условия

N_c £ R_b,red A_loc1 , (66)

где N_c, A_loc1 - см. п. 2.48;

R_b,red - приведенная призменная прочность бетона при работе на местное сжатие, определяемая по формуле

R_b,red = R_b j_loc,b + j m_xy R_s,xy j_loc,s , (67)

где j_loc,b = , но не более 3,5 ;

R_s,xy - расчетное сопротивление арматуры сеток.

j_loc,s = 4,5 - 3,5 А_loc1 / A_lf ; (68)

m_xy = (n_x A_sx l_x + n_y A_sy l_y) / A_lf S , (69)

где А_lf - площадь сечения бетона внутри контура сеток;

n_x, A_sx, l_x - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня в одном направлении (считая в осях крайних стержней);

n_y, A_sy, l_y - то же в другом направлении;

S - расстояние между сетками.

j = 1 / (0,23 + y) , (70)

где y = m_xy R_s,xy / (R_b + 10) ; (71)

2.51. Минимальное число сеток принимается равным 2 (см. п. 4.28). При этом выполняется проверка на местное сжатие бетона в уровне нижней сетки но условию (63). Площадь смятия А_loc1 в формуле (63) определяют как

А_loc1 = (b_p + 2z) (l_p + 2z) , (72)

где z — расстояние от дна стакана до нижней сетки.

При невыполнении условия прочности (63) следует увеличить число сеток до трех или четырех с соответствующей проверкой.

РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

2.52. Расчет по образованию и раскрытию трещин плитной части фундамента и подколонника производится в соответствии со СНиП 2.03.01-84.

Для коробчатого сечения подколонника 2-2 (по черт. 20), а также для прямоугольного сечения 1-1 в подколонниках, процент армирования которых по одной стороне не превышает 0,008, или растягивающие напряжения s по наименее сжатой грани не превышают 2R_bt,ser, расчет по образованию и раскрытию трещин не производится.

Величина растягивающего напряжения определяется по формуле

s = N / A_red - (M + Qh_cf) / 1,75 W_red . (73)

2.53. Расчет по образованию и раскрытию трещин плитной части фундамента производится для сечения, в котором требуется максимальное количество арматуры из расчета по прочности.

2.54. Проверка ширины раскрытия трещин не требуется, если от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1, трещины не образуются. Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, выполняется в соответствии с пп. 4.5—4.7 СНиП 2.03.01-84.

2.55. Определение ширины a_crс раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элементов фундамента, производится в соответствии с указаниями пп. 4.14—4.16 СНиП 2.03.01-84 и рекомендациями пп. 2.56-2.60 настоящего Пособия.

2.56. Проверка ширины раскрытия трещин для изгибаемой плитной части и внецентренно сжатого подколонника при однорядном армировании не производится в следующих случаях:

если коэффициент армирования сечения m, равный отношению площади сечения арматуры А_sl или A_sb к площади соответствующего сечения бетона при рабочей высоте h₀, дня арматуры классов A-II и A-III более 0,02;

если при любом коэффициенте армирования сечения диаметр арматуры класса A-II не превышает 22 мм.

2.57. Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, производится только один раз:

если M_r1 / M_r2 ³ , то проверяется продолжительное раскрытие трещин от длительного действия постоянных и длительных нагрузок;

если M_r1 / M_r2 < , , то проверяется непродолжительное раскрытие трещин от действия полной нагрузки,

здесь М_r1 — изгибающий момент М_r от постоянных и длительных нагрузок;

M_r2 — суммарный момент М_r от полной нагрузки, включающей и кратковременные нагрузки.

2.58. Ширина раскрытия трещин а_crc, мм, определяется по формуле

a_crc = j_l h s_s 20 (3,5 - 100m) /E_s , (74)

где j_l - коэффициент, принимаемый равным: при учете кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - 1, при учете продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок для фундаментов, расположенных выше уровня грунтовых вод, и при переменном уровне грунтовых вод

j_l = 1,6 - 15 m ; (75)

для фундаментов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, - 1,2;

h - коэффициент, принимаемый равным 1 при стержневой арматуре периодического профиля, при гладкой - 1,3;

m - коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры к площади сечения бетона (при рабочей высоте h₀ и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02;

d - диаметр арматуры, в мм, принимаемый при различных диаметрах стержней из условия

d = (n₁ d₁² + n₂ d₂² + n₃ d₃²) / (n₁ d₁ + n₂ d₂ + n₃ d₃) . (76)

Для слабоармированных элементов при m £ 0,008 и M_r2 < М₀ ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всех нагрузок допускается определять линейной интерполяцией между значением а_crc = 0 при моментах:

M_crc = R_bt,ser W_pl ; (77)

и значением a_crc, вычисленным по формуле (74), при моменте

где М₀ = M_crc + y b h² R_bt,ser (78)

y = 15 m a/ h , но не более 0,6; (79)

b, h - ширина и высота сечения сжатой грани.

В формуле (79) m, h - обозначения те же, что в формуле (74).

При этом ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок определяется умножением a_crc от действия всех нагрузок на отношение

j_l1 M_r1 / M_r2 , (80)

где j_l1 = 1,8 j_l M_crc / M_r2 , но не менее j_l.

Момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна W_pl рекомендуется определять по формулам:

при расчете подколонников и плитной части фундамента (нижняя ступень) прямоугольного сечения

W_pl = (0,292 + 1,5 A_s a / bh + 0,15 A¢_s a / bh) bh² ; (81)

при расчете плитной части ступенчатого фундамента таврового сечения

W_pl = 2 (I_b,0 + a I_s,0) / (h - x) + S_bt , (82)

где I_b,0 , I_s,0 — моменты инерции соответственно площади сечения сжатой зоны бетона и растянутой арматуры относительно нулевой линии.

2.59. Величину s_s допускается определять упрощенным способом по формуле

s_s = R_s M / M_pr , (83)

где М_pr — предельный момент по прочности, равный

M_pr = M_cal A_sf / A_st ,

где M_cal — момент от действия полной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке g_f > 1;

A_sf — фактическая площадь принятой арматуры;

А_st — площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.

2.60. Ширина непродолжительного раскрытия трещин от действия полной нагрузки определяется как сумма ширины раскрытия от длительного действия постоянных и длительных нагрузок и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок, определяемого при коэффициенте j_l = 1 по формуле

a_crc = a_crc1 - a_crc2 + a_crc3 , (84)

где a_crc1 - ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки;

a_crc2 - начальная ширина раскрытия трещин от постоянных и длительных нагрузок (при их кратковременном действии);

a_crc3 - ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок.

2.61. Для фундаментов, находящихся в неагрессивной среде, при расположении элемента выше или ниже расчетного уровня грунтовых вод ширина непродолжительного раскрытия трещин а_crc должна быть не более 0,4 мм, продолжительного - не более 0,3 мм. При расположении элемента в грунте при переменном уровне грунтовых вод ширина непродолжительного раскрытия трещин а_crc должна быть не более 0,3 мм, продолжительного - не более 0,2 мм.

2.62. При наличии агрессивной среды предельно допустимая ширина раскрытия трещин принимается по СНиП 2.03.11-85.

3. РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ
ПОД СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. Основные размеры плитной части фундамента и подколонника по прочности и раскрытию трещин определяют так же, как и для фундаментов под железобетонные колонны (см. разд. 2).

3.2. Отметка верха подколонника и размеры его в плане определяются в зависимости от размеров и принятого способа опирания башмака и метода монтажа стальных колонн (см. п. 3.14).

Минимальные размеры подколонников стальных колонн определяются расположением анкерных болтов для крепления колонн, расстоянием от оси болта до края фундамента (см. табл. 1 и п. 3.13) и размерами опорных плит башмаков.