Виды железобетонных свайных фундаментов

Свайные фундаменты исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи удерживаются в грунте в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. Для малоэтажного строительства используются короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150х150 мм, 200х200 мм, или буронабивные сваи диаметром 300,400мм и более. Глубину заложения коротких свай принимают не более 2,5 м. Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундаментами, но с меньшим шагом. По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления используют те же материалы.

30. Элементы прямоугольного профиля с одиночной арматурой

Наиболее распространенными железобетонными изгибаемыми элементами являются различного рода плиты и балки. Прочность изгибаемых жб элементов по нормальным сечениям, согласно первой группе предельных состояний рассчитывается по стадии 3. Условие прочности в этом случае будет иметь вид М≤М_сеч. Смысл этой формулы в том, что максимально возможный момент в нормальном сечении изгибаемого элемента должен быть меньше или равен минимальной возможной несущей способности сечения.

Для расчета прямоугольного сечения с одиночной арматурой, т.е. сечения, в котором рабочая арматура располагается только в растянутой зоне введем обозначения:

h₀ – рабочая высота сечения, равная h-a

S – продольная растянутая арматура

As – площадь сечения арматуры

Ab – площадь сечения сжатой зоны бетона, равная bx

X – высота сжатой зоны бетона

Zb – расстояние от центра тяжести площади сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в арматуре S, равное h₀-0,5x

Схема усилий при расчете прочности элемента по нормальному сечению с одиночной арматурой

Равнодействующая сжимающих усилий в бетоне: N_b=R_bA_b=R_bbx

Равнодействующая усилий в растянутой арматуре S: N_s=R_sA_s

Момент внутренних сил относительно равнодействующей усилий в арматуре S

M_сеч=R_sA_sZ_b=R_bbx (h₀-0,5x)

Момент внутренних сил относительно равнодействующей усилий в сжатой зоне

M_сеч=R_sA_sZ_b=R_sA_s (h₀-0,5x)

Подставляя значение М_сеч в условие М≤М_сеч, получаем формулы для проверки достаточной несущей способности сечения

M ≤ R_bbx(h₀-0,5x) или M ≤ R_sA_s(h₀-0,5x) (1)

Площадь сжатой зоны бетона A_b или ее высота x, необходимая для проверки соблюдения условий (1), определяется из условия равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на ось элемента: R_sA_s – R_bxb = 0

Проверку прочности и подбор сечения делают с помощью таблиц.

Значения коэффициентов для расчета на изгиб элементов прямоугольного сечения

Определяем рабочую высоту сечения:

R_sA_sh₀(1-0,5ξ) = ηR_sA_sh₀

A_s = – площадь сечения арматуры (2)

При одной и той же несущей способности можно запроектировать сечение элемента различной высоты при соответствующем армировании. При проектировании железобетонного элемента необходимо стремиться к наиболее экономичному решению, при котором его стоимость будет наименьшей. Для балок это требование соблюдается при ξ =0,3-0,4, для плит 0,1-0,15.

Если размеры сечения заранее заданы, то для обеспечения несущей способности сечения при заданном расчетном внешнем моменте производят подбор арматуры. По формуле N_b=R_bA_b=R_bbx определяют α_0, после чего по таблице находят значение ξ и η. Используя значение η, по формуле (2) можно определить необходимую площадь счения арматуры A_s. Однако количество арматуры в сечении не должно превышать определенной величины, при которой гарантируется разрушение по случаю 1, т.е. с полным использованием расчетной величины сопротивления арматуры Rs.

31. расчет прямоугольных сечений с двойной арматурой

Сечения балок называются сечениями с двойным армированием при наличии расчетной арматуры в сжатой зоне бетона. Необходимость постановки расчетной арматуры в сжатой зоне бетона возникает в случае, если бетон сжатой зоны не выдерживает приходящихся на него сжимающих напряжений, а увеличивать размеры сечения элемента или прочность бетона по каким-либо причинам нельзя.

Арматура, поставленная в сжатую зону бетона, работает вместо бетона на сжатие, возникающее при схеме работы усилие в сжатой арматуре определяется как

R - Расчетное сопротивление арматуры и А - площадь поперечного сечения арматуры

Следует учитывать, что арматура в сжатой зоне бетона, поэтому сечения получаются менее экономичными по сравнению с одиночной арматурой

Условия равновесия:

Постановка арматуры в сжатую зону бетона требуется в в случае если

- граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

И решено не изменять прочность бетона и размеры сечения элемента.

- рабочая высота сечения балки