Руководство по проектированию изолированных фундаментов и спецификации согласно IS 456: 2000 - Строительство и ремонт

Передача нагрузки на основание колонны

Номинальное армирование

Спецификации для проектирования опор согласно IS 456: 2000

Изолированные фундаменты проектируются таким образом, чтобы выдерживать приложенные нагрузки, моменты и силы, а также вызванные реакции, и чтобы любая возможная осадка была максимально равномерной, а безопасная несущая способность грунта не была превышена (см. IS 1904).
В наклонных или ступенчатых фундаментах эффективное сечение при сжатии ограничивается площадью над нейтральной плоскостью, а угол наклона или глубина и расположение ступеней обеспечиваются таким образом, чтобы требования проекта выполнялись на каждом участке. Наклонные и ступенчатые фундаменты, спроектированные как единое целое, должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечить их действие как единого целого.

Толщина по краю основания

1. В железобетонных и гладкобетонных фундаментах толщина по краю должна быть не менее 150 мм для фундаментов на грунтах и не менее 300 мм над вершинами свай для фундаментов на сваях.
2. В случае железобетонных подножников угол между плоскостью, проходящей через нижний край подножки и соответствующий край стыка колонны с подножкой и горизонтальной плоскостью (см. рис. 20), определяется выражением:

где
= расчетное максимальное опорное давление в основании постамента в Н/мм2
fck = характеристическая прочность бетона в 28 дней в Н/мм2.

Моменты и силы

1. В случае фундаментов на сваях расчет моментов и сдвигов может быть основан на предположении, что реакция от любой сваи сосредоточена в центре сваи.
2. Для вычисления напряжений в фундаменте, поддерживающем круглую или восьмиугольную бетонную колонну или постамент, за грань колонны или постамента принимается сторона квадрата, вписанного в периметр круглой или восьмиугольной колонны или постамента.

3. Изгибающий момент

Изгибающий момент в любом сечении определяется путем проведения через сечение вертикальной плоскости, которая полностью пересекает основание, и вычисления момента сил, действующих на всю площадь основания с одной стороны указанной плоскости.
Наибольший изгибающий момент, используемый при проектировании изолированного бетонного основания, поддерживающего колонну, постамент или стену, должен быть равен моменту, вычисленному вышеуказанным способом в сечениях, расположенных следующим образом:

a) у торца колонны, постамента или стены, для фундаментов, поддерживающих бетонную колонну, постамент или стену;
b) На полпути между осевой линией и краем стены, для фундаментов под каменные стены; и
c) Половина расстояния между торцом колонны или пьедестала и краем фундамента с ласточкой, для фундаментов с ласточкой.
4. Сдвиг и сцепление
Прочность фундаментов на сдвиг определяется более жестким из следующих двух условий:
a) Фундамент работает в основном как широкая балка, с потенциальной диагональной трещиной, простирающейся в плоскости по всей ширине; критическое сечение для этого условия принимается как вертикальное сечение, расположенное от торца колонны, постамента или стены на расстоянии, равном эффективной глубине фундамента для фундаментов на сваях.
b) Двустороннее действие фундамента с возможным диагональным растрескиванием по поверхности усеченного конуса или пирамиды вокруг сосредоточенной нагрузки; в этом случае фундамент должен быть рассчитан на сдвиг в соответствии с соответствующими положениями.
При вычислении внешнего сдвига или любого сечения через фундамент, опирающийся на сваи, вся реакция от любой сваи диаметром Dp, центр которой расположен DP/2 или более вне сечения, должна приниматься как вызывающая сдвиг сечения; Для промежуточных положений центра сваи, часть реакции сваи, которая должна быть принята как создающая сдвиг в сечении, должна быть основана на интерполяции прямой линии между полным значением при DP/2 вне сечения и нулевым значением при DP/2 внутри сечения.
Критическое сечение для проверки длины развития в фундаменте должно приниматься в тех же плоскостях, которые описаны для изгибающего момента, а также во всех других вертикальных плоскостях, где происходят резкие изменения сечения. Если армирование сокращено, требования к анкеровке должны быть проверены в соответствии с 26.2.3 IS 456: 2000.
Растягивающее армирование
Общая растягивающая арматура на любом участке должна обеспечивать момент сопротивления, по крайней мере, равный изгибающему моменту на участке.
Общая растягивающая арматура должна быть распределена по соответствующему сечению, оказывающему сопротивление, как указано ниже:
a) В односторонне армированном основании, арматура, растянутая в каждом направлении, должна быть распределена равномерно по всей ширине основания;
b) В квадратном фундаменте с двусторонним армированием, арматура в каждом направлении должна быть распределена равномерно по всей ширине фундамента; и
c) В двусторонне армированном прямоугольном основании, арматура в длинном направлении должна быть равномерно распределена по всей ширине основания. Для армирования в коротком направлении по длине фундамента должна быть размечена центральная полоса, равная ширине фундамента, и часть арматуры, определенная в соответствии с приведенным ниже уравнением, должна быть равномерно распределена по центральной полосе:

где отношение длинной стороны к короткой стороне фундамента. Остальная часть арматуры должна быть равномерно распределена в наружных частях подножия.

Передача нагрузки на основание колонны

Сжимающее напряжение в бетоне у основания колонны или цоколя следует рассматривать как передающееся через опору на верх опорного цоколя или подножия. Давление опоры на нагруженную область не должно превышать допустимое напряжение опоры при прямом сжатии, умноженное на величину, равную

но не более 2, где
A1 = площадь опоры для фундамента, которая в наклонном или ступенчатом фундаменте может быть принята как площадь нижнего основания наибольшей части пирамиды или конуса, полностью находящегося в фундаменте и имеющего для своего верхнего основания площадь, фактически нагруженную и имеющую боковой уклон от одной вертикали до двух горизонталей; и
A2= нагруженная площадь у основания колонны.
1. Там, где допустимое опорное напряжение бетона в несущей или поддерживающей конструкции будет превышено, должно быть предусмотрено усиление для развития избыточного усилия, либо путем удлинения продольных стержней в несущую конструкцию, либо с помощью дюбелей.
2. Если передача усилия осуществляется с помощью арматуры, то длина развития арматуры должна быть достаточной для передачи сжатия или растяжения на опорную часть в соответствии с 26.2 IS 456: 2000.
3. Должна быть предусмотрена протяженная продольная арматура или шпонки, составляющие не менее 0,5% площади поперечного сечения поддерживаемой колонны или постамента и минимум четыре стержня. При использовании штифтов их диаметр не должен превышать диаметр стержней колонны более чем на 3 мм.
4, Стержни колонн диаметром более 36 мм, только на сжатие, могут быть закреплены у подножия стержнями меньшего размера необходимой площади. Шпонка должна входить в колонну на расстояние, равное длине развития стержня колонны, а в подножие – на расстояние, равное длине развития шпонки.

Номинальное армирование

Минимальное армирование и расстояние между арматурой должно соответствовать требованиям к монолитным плитам.
Номинальное армирование для бетонных секций толщиной более 1 м должно составлять 360 мм2 на метр длины в каждом направлении по каждой грани. Это положение не отменяет требования минимального растягивающего армирования в зависимости от глубины сечения.

Читайте далее: