N — минимальная продольная сжимающая сила, соответствующая нагрузкам, по которым определяется сдвигающая сила.

Если условия (91) и (92) не удовлетворяются, требуется предусмотреть передачу сдвигающей силы от стальной колонны на фундамент с помощью упорных элементов, заделанных и тело фундамента.

СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ КОЛОНН

3.24. Сборно-монолитные фундаменты, рекомендуемые для применения в строительстве, показаны на черт. 4, 5 (см. п. 1.4).

Эти фундаменты могут быть использованы под стальные колонны прокатных цехов.

3.25. Особенностью рамных двухветвевых подколонников (см. черт. 4) является способ сопряжения стоек с оголовком.

Для зданий без подвала рамные двухветвевые подколонники рекомендуется выполнять с жестким сопряжением стоек с оголовком. В зданиях с подвалом (при увеличенном разносе стоек подколонника для опирания на них конструкций подвала без консолей, см. черт. 4, б) оголовок подколонника не полностью опирается на стойки подколонника, образуя с ними условное шарнирное соединение, и включается в работу на поперечную силу и изгиб.

Расчет рамного двухветвевого подколонника дан в примере 3.

3.26. Особенностями сборно-монолитных фундаментов, состоящих из монолитной плитной части, сборных вертикальных плит, устанавливаемых по коротким, наиболее нагруженным сторонам фундамента, и бетонного заполнения между плитами (см. черт. 5), являются:

применение сборных плит, включающих всю вертикальную арматуру подколонника и являющихся элементами несъемной опалубки и опорами кондукторов для установки анкерных болтов;

обеспечение совместной работы сборного и монолитного бетонов.

3.27. Сборные элементы подколонника могут выполняться в виде плоских или ребристых плит, устанавливаемых в стаканы плитной части фундамента.

При необходимости армирования всех граней подколонника арматурные сетки устанавливаются в монолитном бетоне.

3.28. Совместная работа сборных элементов с монолитным бетоном подколонника обеспечивается петлевыми арматурными выпусками, шероховатостью поверхности, поперечными и продольными ребрами (при наличии) .

Для связи плоских сборных элементов с плитной частью фундамента в сборных элементах в пределах стакана предусматриваются шпонки (черт. 24).

Черт. 24. Сопряжение сборных элементов с монолитной частью сборно-монолитного фундамента

3.29. Расчет сборно-монолитных подколонников на эксплуатационные нагрузки рекомендуется производить как для внецентренно сжатых бетонных или железобетонных элементов без учета сжатой арматуры.

Проверка прочности внецентренно сжатого бетонного подколонника, когда растянутая арматура для расчета не требуется, выполняется из условия

N  b Rbm (x +  Rb t / Rbm) ,(95)

где t — толщина сборной плиты;

 Rb = Rb - Rbm ,

здесь Rb , Rbm - расчетные сопротивления бетона соответственно сборной и монолитной частям сечения.

Высота сжатой зоны определяется по формуле

x = xe + ,(96)

где xe = 0,5 lcf  e  0,05 lcf .

Если xe  0,5 t, то х = 2хе.

Площадь сечения необходимой растянутой арматуры во внецентренно сжатом железобетонном подколоннике Аs определяется по формуле

N + Rs As = Rbm bcf x +  Rb bcf lcf ,(97)

откуда

As = (Rbm bcf x +  Rb bcf lcf  N) / Rs .(98)

Высота сжатой зоны определяется по формуле

x = l0,cf  ,(99)

где l0,cf = lcf  0,5t ; ea = e + 0,5 (lcf  t) .

Если x < t, то x = l0,cf  .(100)

3.30. Сборные элементы, кроме того, необходимо рассчитывать на монтажные нагрузки, а также на случай транспортировки.

3.31. Для обеспечения совместной работы сборных плит с монолитным бетоном количество поперечной арматуры (выпусков) необходимо назначать из условия

Asw  c b S Rbt / Rsw ,(101)

где Aw - площадь сечения одного ряда арматурных выпусков (петель или стержней) в горизонтальной плоскости;

c - коэффициент условия работы, принимается равным 0,35 для необработанной (незаглаженной) поверхности и 0,3 - для поверхности, специально обработанной щетками, с втопленным щебнем, имеющей насечки или шпонки. Для поверхности сборных плит, формуемых на металлическом поддоне, c = 0,6, на деревянном поддоне c = 0,45;

b - ширина сборной плиты;

S - расстояние между рядами выпусков но высоте, принимается не более 8t;

Rbt - расчетное сопротивление монолитного бетона растяжению;

Rsw - расчетное сопротивление металла выпусков растяжению принимается равным 147 МПа (1500 кгс/см2) для арматуры класса А-I и 176 МПа (1800 кгс/см2) для арматуры класса А-II.

Минимальный процент поперечного армирования (число выпусков) должен быть равен 0,15, т.е.

 = Asw  100 / bS = 0,15 % .(102)

В верхней части сборных плит необходимо предусматривать не менее двух рядов стержневых или одни ряд петлевых выпусков, объединенных горизонтальными сетками (не менее двух) косвенного армирования, размещенными в монолитном бетоне.

3.32. Глубина заделки dс сборных элементов в стаканы монолитной плитной части фундамента определяется по конструктивным соображениям исходя из выполнения длины анкеровки растянутых стержней арматуры (см. п. 4.10), а также из условий сцепления бетона замоноличивания с бетоном стенок стакана и с бетоном сборных плит с учетом шпонок в плитах:

Np = 2dp (bp + lp) Ran ;(103)

Np = 2dc (t + bcf) Ran + T .(104)

В формулах (103) и (104):

dp , bp , lp - соответственно глубина, ширина и длина стакана;

Ran' = 0,18 Rbt ; (105)

Ran = 0,2 Rbt , (106)

где Rbt - расчетное сопротивление бетона замоноличивания осевому растяжению;

Т - сдвигающая сила, воспринимаемая шпонками, принимаемая по наименьшему из значений:

T =  Rbm l n ; (107)

T = 2h Rbt l n, (108)

где , l, h - соответственно глубина, длина и высота шпонки;

Rbm - расчетное сопротивление бетона замоноличивания осевому сжатию;

n - число шпонок (не более трех).

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

МАТЕРИАЛЫ

4.1.* Для монолитных железобетонных фундаментов следует применять тяжелый бетон классов по прочности В12,5 и В15 на сжатие, при соответствующем обосновании допускается применение бетона класса В20.

Для замоноличивания колонн в стакане применяется бетон класса не ниже В12,5. Бетон подготовки под подошвой фундамента принимается класса В3,5.

4.2. Для армирования фундаментов рекомендуется применять горячекатаную арматуру периодического профиля класса А-III по ГОСТ 5781-82. Для слабонагруженных сечений, где прочность арматуры используется не полностью (конструктивные сетки армирования подколонника, сетки косвенного армирования дна стакана и т.п.), а также в тех случаях, когда прочность арматуры класса А-III не используется полностью из-за ограничения по раскрытию трещин, допускается применять арматуру классов A-II по ГОСТ 5781-82 и Вр-I по ГОСТ 6727-80.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ

4.3. Монолитные фундаменты рекомендуется проектировать ступенчатого типа, плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней.

4.4. Все размеры фундамента следует принимать кратными 300 мм (3 М в соответствии с ГОСТ 23478-79) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.

При соответствующем обосновании в случае массового применения или для отдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100 мм в соответствии с ГОСТ 23477-79.

4.5. При центральной нагрузке подошву фундамента следует принимать квадратной.

При внецентренной нагрузке, соответствующей основному варианту нагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной с соотношением сторон не менее 0,6.

4.6. Высота фундамента h назначается с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента. Обрез фундамента железобетонных колонн зданий следует принимать, как правило, на отметке 0,15 для обеспечения условий выполнения работ нулевого цикла.

4.7. Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов и плитной части, а также подошвы приведены в табл. 4.

Таблица 4

Эскиз фундамента

Р И С У Н О К

Модульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3

соответственно hpl

подошвы

подколонника

h

hpl

h1

h2

h3

квадратной

b  l

прямоугольной b  l

под рядовые колонны bcf  lcf

под колонны в температурных швах bcf  lcf

1,5

0,3

0,3

-

-

1,51,5

1,51,8

0,60,6

0,61,8

1,8

0,6

0,3

0,3

-

1,81,8

1,82,1

0,60,9

0,92,1

2,1

0,9

0,3

0,3

0,3

2,12,1

1,82,4

0,90,9

1,22,1

2,4

1,2

0,3

0,3

0,6

2,42,4

2,12,7

0,91,2

1,52,1

2,7

1,5

0,3

0,6

0,6

2,72,7

2,43,0

0,91,5

1,82,1

3,0

1,8

0,6

0,6

0,6

3,03,0

2,73,3

1,21,2

2,12,1

3,6

-

-

-

-

3,63,6

3,03,6

1,21,5

2,12,4

4,2

-

-

-

-

4,24,2

3,33,9

1,21,8

2,12,7

Да-

-

-

-

-

4,84,8

3,64,2

1,22,1

-

лее с

5,45,4

3,94,5

1,22,4

-

шагом

-

-

-

-

-

4,24,8

1,22,7

-

0,3 м

-

-

-

-

-

4,55,1

-

-

или

-

-

-

-

-

4,85,4

-

-

0,6 м

-

-

-

-

-

5,15,7

-

-

-

-

-

-

-

5,46,0

-

-

4.8. Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным для фундаментов под монолитные колонны (черт. 25, а) и стаканным для сборных или монолитных фундаментов под сборные колонны (черт. 25, б, в).

Черт. 25. Сопряжение фундамента с колонной

а - монолитной; б и в - сборной; 1 - колонна; 2 - подколонник; 3 - плитная часть фундамента

4.9. Стакан под двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранями ветвей не более 2400 мм выполняется общим под обе ветви, с расстоянием более 2400 мм - раздельно под каждую ветвь. Под колонны в температурных швах также рекомендуется выполнять раздельные стаканы.

Размеры стакана для колони следует назначать из условия обеспечения необходимой глубины заделки колонны в фундамент и обеспечения зазоров, равных 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны (см. черт. 25).

4.10. Глубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны dс, которая назначается из следующих условий:

для типовых колонн - по данным рабочей документации;

для индивидуальных прямоугольных колонн - по табл. 5, но не менее, чем по условиям заделки рабочей арматуры колонн, указанным в табл. 6;

для двухветвевых колонн:

при ld  1,2 м dc = 0,5 + 0,33 ld ,(109)

но не более 1,2 м,

где ld — ширина двухветвевой колонны по наружным граням;

при ld < 1,2 м как для прямоугольных колонн, с бóльшим размером сечения lc, равно:

lc = ld [1 - 0,8 (ld - 0,9)] ,(110)

но во всех случаях не менее величин, указанных в табл. 6 и не более 1,2 м.

Таблица 5

Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего уступа фундамента t/hcf

Глубина заделки колонн прямоугольного сечения dc при эксцентриситете продольной силы

или глубине стакана t/dp (см. черт. 7)

e0  2lc

e0  2lc

 0,5

lc

lc

 0,5

lc

lc + 0,33 (lc - 2t)(e0/lc - 2) ,причем lc  dc  1,4 lc

Таблица 6

Класс рабочей

Колонна

Глубина заделки рабочей арматуры dс при проектном классе бетона

арматуры

В15

В20

А-III

Прямоугольного сечения

30d (18d)

25d (15d)

Двухветвевая

35d (18d)

30d (15d)

A-II

Прямоугольного сечения

25d (15d)

20d (10d)

Двухветвевая

30d (15d)

25d (10d)