Содержание
2.16. Стенки стакана ростверка должны рассчитываться как железобетонные элементы в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84с учетом дополнительных требований, изложенных впп. 2.6.9 — 2.6.13„Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.
В ростверках стаканного типа, когда отношение толщины стенок стакана к высоте его уступа или к глубине стакана равно или более 0,75, стенки стакана допускается не армировать.
В случае действия продольной силы Nв пределах ядра сечения колонны (
) поперечное армирование стенок стакана назначается конструктивно.
Расчет ростверков на местное сжатие
2.17. При проектировании ростверков свайных фундаментов под сборные железобетонные колонны должна быть произведена проверка прочности на местное сжатие (смятие) ростверка под торцами колонн.
2.18. Расчет на местное сжатие (смятие) под торцами сборных железобетонных колонн квадратного и прямоугольного сечения и под торцами двухветвевых колонн следует выполнять в соответствии с рекомендациями „Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений”.
Б. Расчет ростверков под монолитные железобетонные колонны по прочности
2.19. Расчет ростверков под монолитные железобетонные колонны по прочности производится на продавливание ростверков колонной, на продавливание угловой сваей плиты ростверка, по поперечной силе в наклонных сечениях и на изгиб ростверка.
2.20. Расчет ростверка на продавливание колонной производится по пп. 2.2;2.3;2.5, при этом вформулах (4) и(5)рабочая высота ростверкаhoдолжна приниматься от верха ростверка до верха нижней арматуры сетки (черт. 10).
Черт. 10. Схема образования пирамиды продавливания под монолитной железобетонной колонной
Расчет ростверков на продавливание угловой сваей производится по п. 2.9, расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе — попп. 2.10,2.11, а расчет ростверка на изгиб — попп. 2.12 — 2.15.
В. Расчет ростверков под стальные колонны по прочности
2.21. Расчет ростверков под стальные колонны по прочности производится: на продавливание ростверка колонной; на продавливание ростверка угловой сваей; по поперечной силе в наклонных сечениях; на изгиб ростверка и на местное сжатие (смятие) под стальными опорными плитами базы стальных колонн.
Расчет ростверка на продавливание колонной
2.22. При стальных колоннах сплошного сечения (черт. 11) и при сквозных (решетчатых) колоннах, имеющих единую стальную жесткую базу (черт. 12), расчет ростверка на продавливание колонной производится из условия
(32)
где Fper— расчетная продавливающая сила. При центрально-нагруженных ростверках величинаFperпринимается равной сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания от нормальной силы, действующей в колонне у верхней горизонтальной грани ростверка. При внецентренно нагруженных ростверках расчетная величина продавливающей силы принимается равной 
где 
— сумма реакций всех свай, расположенных с одной стороны от оси в наиболее нагруженной части ростверка, за вычетом свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси колонны;
abas, bbas— размеры опорной стальной плиты базы колонны;
h0— рабочая высота ростверка, принимаемая от верха нижней рабочей арматуры сетки до подошвы опорной стальной плиты базы колонны;
c1— расстояние от боковой грани опорной стальной плиты базы колонны до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;
с2— расстояние от продольной грани опорной стальной плиты базы колонны до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.
Остальные обозначения — см. п. 2.2.
Черт. 11. Схема образования пирамиды продавливания под стальной колонной сплошного сечения
Черт. 12. Схема образования пирамиды продавливания под сквозной (решетчатой) стальной колонной, имеющей единую стальную базу
2.23. При сквозных решетчатых стальных колоннах, имеющих раздельные базы под каждую ветвь колонны (черт. 13), расчет ростверков производится на продавливание наиболее нагруженной ветвью колонны по периметру стальной плиты базы этой ветви поформуле (32). При этом за расчетную величину продавливающей силы принимается 
где 
— сумма реакций всех свай, расположенных с наружной стороны от оси ветви, за вычетом реакций свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси ветви колонны.
Черт. 13. Схема образования пирамиды продавливания под сквозной (решетчатой) колонной, имеющей раздельные стальные базы под каждой ветвью
Грунтовые условия строительной площадки:
Грунт №1: растительный слой, насыпь, ɣ=1,8 т/м3, h1=0,8м;
Грунт №2: супесь пластичная, IL=0,2, h2=3м;
Грунт №3: супесь текучая, IL=1,1, h3=4м;
Грунт №4: песок мелкий средней плотности, h4=5м;
Грунт №5: глина твердая, IL= -0,02, h5=6м.
Глубину заложения ростверка примем равной d=1,5м; высота ростверка hp=1,0м. длину сваи от подошвы ростверка до острия примем равной 9м; в соответствии со стандартами примем размеры сечения сваи 0,4х0,4м.
Определим несущую способность сваи:
, где
ɣс=1; ɣCR=1; ɣCF=1 – коэффициенты условий работы грунта;
R=10,5МПа=1050т/м2 – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
А=0,4х0,4=0,16м2 – площадь опирания на грунт сваи;
u=4х0,4=1,6м – нагруженный периметр поперечного сечения сваи;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи;
hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с поверхностью;
Общая нагрузка, которая может передаваться на сваи:
, где
N – расчетная нагрузка;
ɣк=1,4 – коэффициент надежности;
Ориентировочное число свай:
Расчетная нагрузка на сваю N для фундаментов с вертикальными сваями определяется по формуле:
1.1. Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений составлено к СНиП 2.03.01-84 „Бетонные и железобетонные конструкции” и распространяется на проектирование монолитных ростверков квадратной и прямоугольной формы в плане, с кустами из двух, четырех и более свай, под сборные и монолитные железобетонные колонны и под стальные колонны.
Примечание. Свайные фундаменты с кустами из двух свай рекомендуется применять только в каркасных бескрановых зданиях при условии расположения свай в створе пролета здания и величине эксцентриситета приложения нагрузки в перпендикулярном направлении не превышающей 5 см.
При проектировании ростверков, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах, а также в агрессивных средах должны соблюдаться дополнительные требования, регламентированные соответствующими нормативными документами.
1.2. Ростверк является элементом свайного фундамента, опирающимся на куст свай ( черт. 1 .). Проектировать куст свай следует в соответствии со СНиП II -17-77 „Свайные фундаменты”.
Сопряжение ростверков со сборными железобетонными колоннами предусматривается стаканным (с подколонником или без него) с монолитными железобетонными колоннами — монолитным, со стальными колоннами — с помощью анкерных болтов.
Черт. 1. Схема образования пирамиды продавливания под сборной железобетонной колонной прямоугольного сечения
1.3. Расчет ростверков производится по предельным состояниям первой группы (по прочности) и по предельным состояниям второй группы (по раскрытию трещин).
Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке и коэффициентов сочетаний, а также подразделения нагрузок на постоянные и временные — длительные, кратковременные, особые — должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" и СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции", а значения коэффициентов надежности по назначению — согласно „Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций”.
При определении нагрузок от колонн на ростверки следует учитывать увеличение моментов в месте заделки колонн от действия вертикальных нагрузок при прогибе колонн.
При расчете ростверков расчетные сопротивления бетона следует умножать на коэффициент условий работы бетона g b 2, принимаемый равным 1,1 или 0,9 в зависимости от длительности действия нагрузок. Коэффициент условий работы бетона g b 9 принимается равным 1.
1.4. Расчет ростверков на сваях сплошного круглого сечения производится так же, как и на сваях квадратного сечения. При этом в расчете ростверка сечения круглых свай условно приводятся к сваям квадратного сечения, эквивалентного круглым сваям по площади, т.е. с размером стороны сечения, равным 0,89 dsv , где dsv — диаметр свай.
А. РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ РОСТВЕРКОВ ПОД СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ
2.1. Расчет по прочности плитной части ростверков под сборные железобетонные колонны производится: на продавливание колонной; продавливание угловой сваей; по прочности наклонных сечений на действие поперечной силы; на изгиб по нормальному и наклонному сечениям; на местное сжатие (смятие) под торцами колонн. Помимо этого проверяется прочность стакана ростверка.
Расчет ростверков на продавливание колонной
2.2. Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай производится по формуле (1 ) из условия, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, высота которой равна расстоянию по вертикали от рабочей арматуры плиты до низа колонны, меньшим основанием служит площадь сечения колонны, а боковые грани, проходящие от наружных граней колонны до внутренних граней свай, наклонены к горизонтали под углом не менее 45° и не более угла, соответствующего пирамиде с c =0,4 h 0 (см. черт. 1 ):
где Fper — расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, определяемая из условия 
При этом реакции свай подсчитываются только от продольной силы N , действующей в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка;
здесь n — число свай в ростверке;
n 1 — число свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;
Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению для железобетонных конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона;
h0 — рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана;
и i — полусумма оснований i -й боковой грани фигуры продавливания с числом граней m ;
с i — расстояние от грани колонны до боковой грани сваи, расположенной за пределами фигуры продавливания;
a — коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, определяемый по формуле
здесь Af — площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, определяемая по формуле
h апс — длина заделки колонны в стакан фундамента.
При расчете на продавливание центрально-нагруженных ростверков колонной прямоугольного сечения формула (1 ) приобретает следующий вид:
c 1 — расстояние от грани колонны с размером bcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;
c 2 — расстояние от грани колонны с размером hcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.
Отношение 
принимается не менее 1 и не более 2,5.
При расчете на продавливание колонной квадратного сечения центрально нагруженных ростверков при c 1=с2=с формула (4 ) будет иметь следующий вид:
При установке в пределах пирамиды продавливания поперечной арматуры расчет должен производиться из условия
(6)
но не более 2 Fb . Сила Fb принимается равной правой части условия (1 ).
Сила Fsw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани пирамиды продавливания, по формуле
(7)
где Rsw — расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы;
Asw — суммарная площадь сечения поперечной арматуры, пересекающей боковые грани пирамиды продавливания.
В этом случае реакции свай подсчитываются от продольной силы и момента, действующих в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка.
При моментах, действующих в поперечном и продольном направлениях, величина 
, определяется в каждом направлении отдельно; в расчет принимается большая из этих величин.
Примечание. При стаканном сопряжении колонны с ростверком и эксцентриситете продольной силы в колонне 
величину 
, допускается определять, принимая величину момента, передающегося на ростверк от колонны, равной 
Если при этом дно стакана располагается выше плитной части ростверка, должна быть дополнительно выполнена проверка ростверка на продавливание при полном моменте 
и соответствующей ему сумме реакций свай 
из условия, что меньшим основанием пирамиды продавливания служит площадь подколонника.
2.4. При сборных железобетонных двухветвевых колоннах, имеющих общий стакан, расчет ростверка на продавливание выполняется как при колонне со сплошным прямоугольным сечением, соответствующим внешним габаритам двухветвевой колонны ( черт. 2 ).
Черт. 2. Схема образования пирамиды продавливания под сборной железобетонной двухветвевой колонной
2.5. При многорядном расположении свай ( черт. 3 ) помимо расчета на продавливание колонной по пирамиде продавливания, боковые стороны которой проходят от наружной грани колонны до ближайших граней свай, должна быть проведена проверка на продавливание ростверка колонной в предположении, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, две или все четыре боковые стороны которой наклонены под углом 45°; при этом реакции свай, находящихся в пределах площади нижнего основания пирамиды продавливания, не учитываются.
Черт. 3. Схема образования пирамид продавливания под сборной железобетонной колонной при многорядном расположении свай за наружными гранями колонны
2.6. Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из двух свай ( черт. 4 ) производится из условия
где Fper — расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций обеих свай от продольной силы N , действующей в колонне;
с2 — расстояние от плоскости грани колонны с размером hcol до наружной грани плитной части ростверка.
Черт. 4. Схема образования пирамиды продавливания под сборной железобетонной колонной в двухсвайном фундаменте
2.7. Расчет на продавливание колонной внецентренно нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из двух свай также производится по формуле (8 ), но при этом расчетная величина продавливающей силы принимается равной Fper =2 Fi , где Fi — реакция наиболее нагруженной сваи от продольной силы N и момента М, действующих в колонне.
2.8. При стаканном сопряжении колонны с ростверком, когда стенки стакана подколонника имеют большую толщину ( ds ³ 0,75 hp ), или в плитных ростверках ( черт. 5 ) при заглублении колонны в плитную часть ростверка не менее чем на 1/3 ее высоты, помимо расчета ростверка на продавливание в соответствии с пп. 2.2 — 2.7 следует производить расчет ростверка на раскалывание колонной от силы N по формуле
где N — продольная сила, действующая в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка;
m — коэффициент, вычисляемый по формуле
здесь s sid — напряжение бокового обжатия, МПа, определяемое по формуле
(11)
здесь Ab — наименьшая площадь вертикального сечения ростверка по оси колонны за вычетом вертикальной площади сечения стакана и площади трапеции, расположенной под колонной, с наклоненными под углом 45° сторонами (на черт. 5 площадь трапеции показана пунктирными линиями);
а — условное обозначение вводимой в расчет стороны сечения колонны ( bcol или hcol );
Допускается принимать m =0,75.
Найденная по формуле (9 ) несущая способность ростверка по раскалыванию сравнивается с его несущей способностью на продавливание (
) и принимается большая из этих величин.
Черт. 5. Схема свайного фундамента с плитным ростверком
При этом несущая способность ростверка, определенная по формуле (9 ), должна приниматься не более его несущей способности на продавливание колонной от верха ростверка от продольной силы и момента, действующих в этом сечении. Расчет на продавливание от верха ростверка производится по пп. 2.2 — 2.7 с введением в правую часть формул (1 ); (4) ; (5); (8) коэффициента 0,75 и принимая h 0 равным расстоянию от рабочей арматуры плиты до верхней горизонтальной грани ростверка.
Расчет ростверков на продавливание угловой сваей
где Fai — расчетная нагрузка на угловую сваю с учетом моментов в двух направлениях, включая влияние местной нагрузки (например, от стенового заполнения);
h 01 — рабочая высота сечения на проверяемом участке, равная расстоянию от верха свай до верхней горизонтальной грани плиты ростверка или его нижней ступени.
и i — полусумма оснований i -й боковой грани фигуры продавливания высотой h 01, образующейся при продавливании плиты-ростверка угловой сваей;
b i — коэффициент, определяемый по формуле
(13)
здесь k — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности плиты ростверка в угловой зоне.
В преобразованном виде формула (12 ) будет иметь вид
где 
b 01; b 02 — расстояния от внутренних граней угловых свай до наружных граней плиты ростверка ( черт. 6 );
c 01; c 02 — расстояния от внутренних граней угловых свай до ближайших граней подколонника ростверка или до ближайших граней ступени при ступенчатом ростверке;
b 1 и b 2 — значения этих коэффициентов принимаются по табл. 1 .
Черт. 6. Схема продавливания ростверка угловой сваей
