So entwerfen Sie ein Fundament für Säulen. Berechnung eines Säulenfundaments unter einer Säule unter Einwirkung einer vertikalen Last und eines Moments in eine Richtung. Berechnung der maximalen und minimalen Kantenpressung

In diesem Artikel betrachten wir die Berechnung eines Fundaments für eine Säule basierend auf dem 1. Grenzzustand, wenn das Fundament mit einer vertikalen Last und einer horizontalen Last mit einem in derselben Ebene wirkenden Biegemoment belastet wird.

Ausgangsdaten

Die Ausgangsdaten für die Berechnung des Fundaments sind die auf das Fundament einwirkenden Lasten aus der Stütze und geotechnischen Untersuchungen.

Als Ergebnis der Berechnung des Rahmens im Berechnungsprogramm ergaben sich folgende Belastungen des Fundaments:

Mx=14,8 t*m (Biegemoment)

My=0, Qy=0 (Berechnung unter Einwirkung von Momenten in 2 Ebenen wird in den folgenden Artikeln gesondert betrachtet)

Ich möchte darauf hinweisen, dass es am besten ist, zwei berechnete Kombinationen zu überprüfen:

1. Voller Wind, Schnee, Strukturgewicht, gleichmäßig verteilt
2. Gesamtwind und Gewicht der Bauwerke

Tatsache ist, dass eine der Berechnungsbedingungen darin besteht, ein Abreißen der Fundamentkante vom Boden zu verhindern. Ohne Schneelast ist die vertikale Belastung geringer und dementsprechend auch der Widerstand gegen das Biegemoment geringer.

Ingenieurgeologische Untersuchungen:

Saisonale Gefriertiefe – 1,79 m;

Grundwasserspiegel 1,6 m;

Bodeneigenschaften:

Die Festigkeitseigenschaften von Böden werden durch ingenieurgeologische Untersuchungen ermittelt. Dazu suchen wir einen ingenieurgeologischen Abschnitt für das erforderliche Fundament und eine Tabelle mit Norm- und Bemessungseigenschaften von Böden. Für Berechnungen basierend auf dem 1. Grenzzustand (Festigkeitsberechnung) sind Bemessungskennwerte bei α = 0,95 (Konfidenzwahrscheinlichkeit der Bemessungswerte) gemäß Abschnitt 5.3.17 von SP 22.13330.2016 erforderlich.

IGE-1 – Schüttgut – Sand in verschiedenen Größen inkl. Bauschutt bis zu 15-20 %, Lehmklumpen, Eisenbahnschutt. Platten (nicht in die Berechnung einbezogen, da die Markierung der Fundamentunterseite unterhalb dieser Bodenschicht liegt);

IGE-2 – Sand mittlerer Größe, mittlerer Dichte, wassergesättigt: (e=0,65, ρ=1,8 t/m³, E=30 MPa, ϕ=35°, C=1 kPa).

IGE-3 – mittelgroßer Sand, mit seltenen Schichten aus flüssigem sandigem Lehm, Lehm, mitteldichter Ton, wassergesättigt: (e=0,6, ρ=1,82 t/m³, E=35 MPa, ϕ=36°, C=1,5 kPa).

Der Grundwasserspiegel liegt 1,8 m über dem Boden.

Fundamentberechnung

Das Schema zum Aufbringen von Lasten auf das Fundament ist wie folgt:

Fundamenttiefe

Die Gründungstiefe wird in Abhängigkeit von der maximalen saisonalen Gefriertiefe bestimmt, die im geotechnischen Untersuchungsbericht angegeben ist. In meinem Fall beträgt die Standardtiefe des saisonalen Gefrierens d fn = 1,79 m.

Die geschätzte Tiefe des saisonalen Gefrierens wird mit der Formel 5.4 SP 22.13330.2016 berechnet

wobei k h ein Koeffizient ist, der den Einfluss des thermischen Regimes der Struktur berücksichtigt und für Außenfundamente beheizter Strukturen verwendet wird – gemäß Tabelle 5.2 SP 22.13330.2016; für äußere und innere Fundamente unbeheizter Bauwerke k h =1,1, außer in Gebieten mit negativen Jahresdurchschnittstemperaturen;

In unserem Fall ist das Gebäude also unbeheizt

d f =1,1*1,79=1,969≈2 m

Die Fundamenttiefe sollte nicht höher sein als die berechnete Gefriertiefe (gemäß Tabelle 5.3 SP 22.13330.2016). Bei beheizten Gebäuden ist die Errichtung von Fundamenten innerhalb des Gebäudes (nicht unter Außenwänden) oberhalb der Gefriertiefe zulässig, es muss jedoch gewährleistet sein, dass das Gebäude in der kalten Jahreszeit beheizt wird. Ist davon auszugehen, dass das Gebäude unter Denkmalschutz steht oder die Heizung abgeschaltet wird, sollten auch die Innenfundamente auf die berechnete Gefriertiefe gelegt werden.

Vorläufige Fundamentabmessungen

Wir bestimmen zunächst die Fläche des Fundamentsockels.

Die vorläufigen Abmessungen des Fundaments werden durch die Formel bestimmt:

N ist die Vertikallast der Säule, die wir bei der Berechnung des Gebäuderahmens erhalten haben (N=21,3 t=213 kN);

R 0 – der berechnete Bodenwiderstand zur vorläufigen Berechnung ist in Anhang B SP 22.13330.2016 angegeben (in unserem Fall Tabelle B.2 für Sand mittlerer Größe und mittlerer Dichte R 0 = 400 kPa, für Ton und andere Böden siehe weitere Tabellen im Anhang B);

Tabelle B.2 – Berechneter Widerstand R 0 von Sanden

ȳ – Durchschnittswert des spezifischen Gewichts des Fundaments und des Bodens an seinen Rändern, zuvor angenommen ȳ = 20 kN/m³;

d – Fundamenttiefe (in unserem Fall d=2 m)

A=N/(R 0 -ȳd)=213,246/(400-20*2)=0,6 m²

20 % weil exzentrisch verdichtetes Fundament 0,72 m²

Die Abmessungen des Fundamentsockels werden in Schritten von 0,3 m angegeben, bei einer Größe von mindestens 1,5x1,5 m (Tabelle 4 des Handbuchs zur Bemessung von Fundamenten auf Naturfundamenten)

Tabelle 4 Richtlinien für die Gestaltung von Fundamenten auf Naturfundamenten

Fundamentskizze	Modulare Abmessungen des Fundaments, m, mit einem Modul von 0,3
	H	hpl	jeweils hpl			Sohlen		Säulenunterstützung
			h 1	h 2	Std. 3	Quadrat B ´ l	rechteckig B ´ l	unter Zeilenspalten b vgl ´ lcf	unter Säulen in Dehnungsfugen b vgl ´ 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
	Weiter Schritt für Schritt	—	—	—	—	4,8´4,8	3,6´4,2	1.2´2.1	—
						5,4´5,4	3,9´4,5	1.2´2.4	—
	0,3 m	—	—	—	—	—	4,2´4,8	1,2´2,7	—
	oder	—	—	—	—	—	4,5´5,1	—	—
	0,6	—	—	—	—	—	4,8´5,4	—	—
		—	—	—	—	—	5,1´5,7	—	—
		—	—	—	—	—	5,4´6,0	—	—

Wir veranschlagen vorläufig ein Fundament von 1,5x1,5 = 2,25 m², also mehr als das vorläufige Minimum von 0,72 m².

Berechnung der maximalen und minimalen Kantenpressung

Die maximale und minimale Kantenpressung wird mit der Formel 5.11 SP 22.13330.2016 ermittelt

Wobei N=21,3t=213 kN Vertikallast von der Säule in kN;

A f =2,25 m² – Fundamentfläche, m²;

γ mt – gewichteter Mittelwert des spezifischen Gewichts des Fundamentkörpers, der Böden und Böden, angenommen mit 20 kN/m³;

d=2 – Fundamenttiefe, m;

Das M-Moment aus der Resultierenden aller auf den Fundamentgrund einwirkenden Lasten in kN*m ergibt sich aus der Formel:

M=Mx+Qx*d=14,8+2,8*2=20,4t*m=204kN*m

W – Widerstandsmoment des Fundamentsockels, m³. Für einen rechteckigen Abschnitt wird es durch die Formel W=bl²/6 ermittelt, wobei in unserem Fall b die Seite der Fundamentbasis entlang der Buchstabenachse und l die Länge der Seite der Fundamentbasis entlang der digitalen Achse ist (siehe Bild). unten).

Weil Bisher haben wir also ein Fundament mit den Maßen 1,5x1,5 m angenommen

W= bl²/6=1,5*1,5²/6=0,5625 m³

Wenn eine vertikale Last zusammen mit einem Biegemoment auf das Fundament einwirkt, können wir drei Optionen für Druckdiagramme auf Böden haben:

1. Trapezförmig

1. Dreieckig

1. Dreieckig mit einer Trennung der Fundamentkante

Das Fundament darf nicht abreißen, d.h. Pmin muss immer ≥0 sein.

In unserem Fall Pmin<0, поэтому нужно увеличить ширину фундамента таким образом, чтобы Pmin стал больше или равен нулю. Далее увеличиваем размеры фундамента методом подбора. При этом шаг изменения размера фундамента равен 300 мм.

Wir weisen das Fundament nach Modulmaßen in Schritten von 0,3 m zu. Besser ist es, ein rechteckiges Fundament 2,1x1,8 m (l=2,1m, b=1,8m) zu verwenden.

A f =2,1*1,8=3,78 m² – Fundamentfläche, m²;

W= bl²/6=1,8*2,1²/6=1,323 m³

Die restlichen Parameter bleiben gleich.

Pmin nochmal<0, снова увеличиваем размеры фундамента:

Wir legen eine Fundamentgröße von 2,4x1,8 m fest (l=2,4m, b=1,8m)

A f =2,4*1,8=4,32 m² – Fundamentfläche, m²;

W= bl²/6=1,8*2,4²/6=1,728 m³

Pmin nochmal<0, как вы уже поняли мы будем увеличивать размер фундамента до тех пор, пока Pmin не станет больше или равен нулю.

Als Ergebnis der Auswahl haben wir festgestellt, dass das Fundament Abmessungen von 3,0 x 2,4 m (l=3,0 m, b=2,4 m) haben sollte.

A f =3,0*2,4=7,2 m² – Fundamentfläche, m²;

B= bl²/6=2,4*3,0²/6=3,6 m³

Für Fundamente von Säulen von Gebäuden, die mit Laufkranen mit einer Tragfähigkeit von über 75 Tonnen und mehr ausgestattet sind, sowie für Fundamente von Säulen von offenen Kranböcken mit einer Tragfähigkeit von über 15 Tonnen, für turmartige Konstruktionen, sowie für alle Arten von Bauwerken mit einem berechneten Grundbodenwiderstand R<150кПа размеры фундамента нужно назначать такими, чтобы эпюра давлений была трапециевидной и Pmin/Pmax≥0.25 (п.5.6.27 СП 22.13330.2016). В нашем случае мы должны проверить расчётное сопротивление грунта, и если оно будет меньше 150кПа, то нужно ещё увеличить размеры фундамента.

Berechnung des Bodenwiderstands

Der Bemessungswiderstand des Baugrundes wird nach Formel 5.7 SP 22.13330.2016 berechnet

γ с1 =1,4 (Tabelle 5.4 SP 22.13330.2016)

γ с2 =1,2 (Tabelle 5.4 SP 22.13330.2016)

Tabelle 5.4 SP 22.13330.2016

Böden	Koeffizient γс1	Koeffizient γс2 für Bauwerke mit starrer Tragwerkskonstruktion, wenn das Verhältnis der Länge des Bauwerks oder seines Fachs zur Höhe L/H, gleich
		4 oder mehr	1,5 oder weniger
Grobe Klastik mit sandigem Füllstoff und Sanden, außer feinen und schluffigen	1,4	1,2	1,4
Sand ist in Ordnung	1,3	1,1	1,3
Schluffiger Sand: geringe Feuchtigkeit	1,25	1,0	1,2
und feucht, mit Wasser gesättigt	1,1	1,0	1,2
Tonig, sowie grobkörnig mit Tonfüller mit Boden- oder Füller-Fließfähigkeitsindex I L ≤0,25	1,25	1,0	1,1
Das Gleiche, bei 0,25< I L ≤0,5	1,2	1,0	1,1
Das Gleiche gilt für I L >0,5	1,1	1,0	1,0
Anmerkungen 1 Als Bauwerke mit starrer Tragwerkskonstruktion gelten Bauwerke, deren Bauwerke insbesondere durch die Maßnahmen nach 5.9 an die Kräfte aus der Verformung des Fundaments angepasst sind. 2 Für Gebäude mit flexibler Tragwerkskonstruktion wird der Wert des Koeffizienten γс2 gleich eins angenommen. 3 Für Zwischenwerte L/H Der Koeffizient γс2 wird durch Interpolation bestimmt. 4 Für lose Sande werden γс1 und γс2 gleich eins angenommen.

k=1 (Absatz 5.6.7 SP 22.13330.2016) Koeffizient gleich Eins, wenn die Festigkeitseigenschaften des Bodens (φ II und C II) durch direkte Tests bestimmt werden, und k=1,1, wenn sie gemäß den Tabellen im Anhang A genommen werden).

My=1,68 (Tabelle 5.5 SP 22.13330.2016)

Mq=7,71 (Tabelle 5.5 SP 22.13330.2016)

Mc=9,58 (Tabelle 5.5 SP 22.13330.2016)

Hier möchte ich Sie darauf aufmerksam machen, dass der IGE-2-Boden trotz der Tatsache, dass wir uns auf den IGE-3-Boden verlassen, geringere Festigkeitseigenschaften aufweist und tiefer verlegt wird als der IGE-3-Boden, daher akzeptieren wir die Tragfähigkeit des Fundaments nach IGE-2.

Tabelle 5.5 SP 22.13330.2016

Winkel der inneren Reibung φ II, Grad.	Chancen
	Mein	Mq	Mc
0	0	1,00	3,14
1	0,01	1,06	3,23
2	0,03	1,12	3,32
3	0,04	1,18	3,41
4	0,06	1,25	3,51
5	0,08	1,32	3,61
6	0,10	1,39	3,71
7	0,12	1,47	3,82
8	0,14	1,55	3,93
9	0,16	1,64	4,05
10	0,18	1,73	4,17
11	0,21	1,83	4,29
12	0,23	1,94	4,42
13	0,26	2,05	4,55
14	0,29	2,17	4,69
15	0,32	2,30	4,84
16	0,36	2,43	4,99
17	0,39	2,57	5,15
18	0,43	2,73	5,31
19	0,47	2,89	5,48
20	0,51	3,06	5,66
21	0,56	3,24	5,84
22	0,61	3,44	6,04
23	0,66	3,65	6,24
24	0,72	3,87	6,45
25	0,78	4,11	6,67
26	0,84	4,37	6,90
27	0,91	4,64	7,14
28	0,98	4,93	7,40
29	1,06	5,25	7,67
30	1,15	5,59	7,95
31	1,24	5,95	8,24
32	1,34	6,34	8,55
33	1,44	6,76	8,88
34	1,55	7,22	9,22
35	1,68	7,71	9,58
36	1,81	8,24	9,97
37	1,95	8,81	10,37
38	2,11	9,44	10,80
39	2,28	10,11	11,25
40	2,46	10,85	11,73
41	2,66	11,64	12,24
42	2,88	12,51	12,79
43	3,12	13,46	13,37
44	3,38	14,50	13,98
45	3,66	15,64	14,64

k z =1 (Absatz 5.6.7 SP 22.13330.2016 Koeffizient gleich eins bei B<10 м);

b=2,4 (Breite des Fundaments);

γ II – (gemittelter (siehe 5.6.10) berechneter Wert des spezifischen Gewichts von Böden, die unterhalb der Fundamentbasis liegen (bei Vorhandensein von Grundwasser wird er unter Berücksichtigung der Wägewirkung von Wasser bestimmt), kN/m³) zu a Tiefe gleich z=b/2=0,75 m. Vereinfacht ausgedrückt ist das spezifische Gewicht des Bodens die Dichte des Bodens in kN/m³. Um die Bodendichte in t/m³ in kN/m³ umzurechnen, wird der Wert mit 10 multipliziert (1,8 t/m³ = 18 kN/m³).

Weil Unsere Böden sind wassergesättigt, in unserem Fall ermitteln wir dies unter Berücksichtigung der Wägewirkung von Wasser nach der Formel 36 Richtlinien für die Gestaltung von Fundamenten von Gebäuden und Bauwerken

γ jdn = (γ S – γ w)/(1 + e))

wo γ w – spezifisches Gewicht von Wasser gleich 10 kN/m³,

e=0,65 – Porositätskoeffizient gemäß geotechnischen Untersuchungsdaten,

γ II = (γ S – γ w)/(1 + e)) =(18-10)/(1+0,65)=4,84 kN/ m³;

γ’ II – (berechneter Wert des spezifischen Gewichts von Böden, die über der Fundamentbasis liegen). In unserem Fall handelt es sich um eine Verfüllung, sodass das spezifische Gewicht des Bodens ohne Berücksichtigung der Wiegewirkung von Wasser 16 kN/m³ beträgt.

Der Porositätskoeffizient wird auf mindestens 0,65 eingestellt. Die Tiefe des Grundwassers beträgt 1,6 m über der Erdoberfläche. Daher das spezifische Gewicht des Bodens unter Berücksichtigung der Wiegewirkung von Wasser

γ jdn = (γ S – γ w)/(1 + e)) =(16-10)/(1+0,65)=3,64 kN/m³ (in einer Tiefe von 2 bis 1,6 m, d. h. Schichtdicke 0,4 m);

Der berechnete Wert wird als Durchschnittswert des spezifischen Gewichts des Bodens gemäß der Formel berechnet

γ’ II =Σ γ’ i *h/Σhi=(3,64*0,4+16*1,6)/2=13,528 kN/m³;

d 1 =2,0m (Fundamenttiefe ab Planungsebene);

d b =0 (Kellertiefe, falls nicht vorhanden, gleich Null gemäß Anmerkung 5 zu Abschnitt 5.6.7 SP 22.13330.2016);

C II = 1 kPa (berechneter Wert der spezifischen Haftung des direkt unter dem Fundament liegenden Bodens, ermittelt gemäß Vermessungsdaten oder gemäß Anhang A von SP 22.13330.2016);

Wir berechnen den Bemessungswiderstand des Bodens unter dem Fundament:

Wenn ein Biegemoment auf das Fundament wirkt, beträgt der Kantendruck Rmax=R/1,2=0,330 MPa (Absatz 5.6.26 SP 22.13330.2016).

Pmax=127kPa< R=330кПа

Wir sehen auch, dass R > 150 kPa ist, sodass keine Notwendigkeit besteht, das Fundament zu vergrößern.

Damit erfüllt das Fundament die Anforderungen an die Tragfähigkeit des Fundaments.

Danach müssen Sie ein Fundament errichten, Abmessungen, Bewehrung und Beton zuweisen, worauf ich in den folgenden Artikeln auf jeden Fall eingehen werde.

Das Berechnungsprogramm in Excel kann über den Link heruntergeladen werden

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6.1. BERECHNUNG VON STAHLBETONFUNDAMENTEN AUF EINEM NATÜRLICHEN FUNDAMENT UNTER SÄULEN VON GEBÄUDEN UND STRUKTUREN

6.1.1. Allgemeine Bestimmungen

Die Abmessungen des Sockels und die Tiefe der Fundamente werden durch die im Kapitel angegebene Berechnung des Fundaments bestimmt. 5. Die Berechnung der Fundamentstruktur (Plattenteil und Stützenträger) erfolgt auf der Grundlage von Festigkeit und Rissöffnung und umfasst: Prüfung auf Durchstanzung und „Umkehr“-Moment, Bestimmung der Bewehrungsabschnitte und Rissöffnungsbreite sowie Berechnung der Stärke des Querschnitts der Stützsäule.

Die Ausgangsdaten für die Berechnung sind: Abmessungen der Basis des Plattenteils; Fundamenttiefe und -höhe; Querschnittsfläche der Säule; Kombinationen von Bemessungs- und Regellasten aus der Stütze auf Höhe der Fundamentkante.

Die Berechnung der Festigkeit und Rissöffnung von Fundamenten erfolgt für die Haupt- und Sonderlastkombinationen. Bei der Berechnung der Festigkeit des Fundaments werden die Bemessungskräfte und -momente mit einem Sicherheitsfaktor für die Belastung gemäß den Anweisungen des aktuellen SNiP und bei der Berechnung der Rissöffnung mit einem Sicherheitsfaktor für die Belastung von eins berücksichtigt.

Bei der Überprüfung der Festigkeit des Plattenteils des Fundaments für das Umkehrmoment müssen die Belastungen durch das auf dem Boden gelagerte Material und die Ausrüstung berücksichtigt werden.

Bei der Berechnung von Fundamenten auf der Grundlage von Festigkeit und Rissöffnung wird davon ausgegangen, dass die in ihnen aufgrund von Temperatur und ähnlichen Verformungen auftretenden Kräfte vertikal von ihrem vollen Wert auf Höhe der Fundamentkante bis zum halben Wert auf Höhe des Fundamentsockels schwanken.

Die konstruktiven Eigenschaften von Beton und Stahl sind im Kapitel angegeben. 4 und werden unter Berücksichtigung der entsprechenden Betriebsbedingungen-Koeffizienten [,] berücksichtigt.

6.1.2. Berechnung von Fundamenten zum Stanzen

Die Durchstanzberechnung erfolgt unter der Voraussetzung, dass die einwirkenden Kräfte vom Betonabschnitt des Fundaments ohne Einbau einer Querbewehrung aufgenommen werden: bei monolithischer Verbindung einer Stütze mit einem Plattenteil – von dessen Oberseite (Abb. 6.1). , a), für eine monolithische Kopplung einer Untersäule mit einem Plattenteil, unabhängig von der Art der Verbindungssäulen mit einer Stütze (monolithisch oder aus Glas) im Abstand von der Oberseite des Plattenteils bis zur Unterseite der Säule H 1 ≥ (b uc - b c)/2 - von der Oberseite des Plattenteils (Abb. 6.1, b) und mit weniger H 1 - vom Boden der Säule (Abb. 6.1, c).

Reis. 6.1.

a - monolithische Verbindung des Plattenteils mit der Säule; b – das gleiche mit einer hohen Säule; c – das gleiche, mit einer niedrigen Säule; 1 - Spalte; 2 - Plattenteil; 3 – Säulenunterstützung

Diese Bedingung wird in beide Richtungen überprüft.

Richtlinien für die Bemessung von Beton- und Stahlbetonbauwerken aus Schwerbeton (ohne Vorspannung)

Richtlinien für die Gestaltung von Fundamenten auf Naturfundamenten für Säulen von Gebäuden und Bauwerken von Industriebetrieben

SNiP 52-01-2003 Beton- und Stahlbetonkonstruktionen

Bei der Berechnung des Fundaments zum Durchstanzen wird die Mindesthöhe des Plattenteils ermittelt H und Anzahl und Abmessungen seiner Stufen zugeordnet oder die Tragfähigkeit des Plattenteils für seine gegebene Konfiguration überprüft. Bei der Berechnung der Durchstanzkraft von der Oberseite des Plattenteils wird davon ausgegangen, dass die Durchstanzung des Fundaments unter zentraler Belastung entlang der Seitenflächen der Pyramide erfolgt, deren Seiten in einem Winkel von 45° zur Horizontalen geneigt sind ( siehe Abb. 6.1).

Aus der Bedingung wird ein quadratisches Fundament für das Durchstanzen berechnet

F ≤ kR bt b a h 0

Wo F— Bemessung der Schubkraft; k— Koeffizient gleich 1; R bt— Bemessungszugfestigkeit von Beton; b a- arithmetischer Mittelwert der Umfänge der oberen und unteren Basis der Stanzpyramide, die innerhalb der Arbeitshöhe des Abschnitts gebildet werden H 0, (Abstand von der Oberseite des Plattenteils bis zur Mitte der Bewehrung).

Reis. 6.2.

Mengen F Und b a werden durch die Formeln bestimmt:

b a = 2(l c + b c + 2H 0);

F=A 0 P,

Wo R— Druck auf den Boden ohne Berücksichtigung des Gewichts des Fundaments und des Bodens auf seinen Leisten;

A 0 = A - A p;

Hier A- Fläche des Fundamentsockels; A p— Bereich der unteren Basis der Stanzpyramide.

Für mittig belastete rechteckige und exzentrisch belastete quadratische Fundamente wird ein Schema angewendet, bei dem der Festigkeitszustand einer Seite parallel zur kleineren Seite der Fundamentbasis berücksichtigt wird (Abb. 6.2). Der Festigkeitszustand wird nach Formel (6.1) überprüft.

Die Berechnung basiert auf der Wirkung der vertikalen Kraft N, entlang der Kante des Fundaments aufgetragen, und das Moment auf der Ebene der Sohle M. In diesem Fall betragen die Kraft und die Größe der Seite der Stanzpyramide:

F=A 0 P; F=A 0 pmax,

A 0 = 0,5B(GMBH - 2H 0) - 0,25(bbc - 2H 0) 2 ;

b p = b c + h 0 ;

p, p max- durchschnittlicher oder größter Kantendruck auf den Boden aus Auslegungslasten:

Mit zentraler Beladung

p = N/A;

Mit exzentrischer Belastung

p max = N/A + M/W,

Hier W- Widerstandsmoment des Fundamentsockels.

bbc < 2H 0 ,

b p = 0,5(bbc),

A 0 = 0,5B(GMBH - 2H 0).

Die Anzahl und Höhe der Stufen wird in Abhängigkeit von der Gesamthöhe des Plattenteils vergeben H gemäß Tabelle. 4,25 und unter Berücksichtigung der Modulmaße.

Zunächst wird der Versatz der Unterstufe des Fundaments ermittelt (siehe Kapitel 4) Mit 1 (Abb. 6.3) und der Zustand wird überprüft

F ≤ R bt h 01 b p,

Wo H 01 – Arbeitshöhe der unteren Stufe des Fundaments.

Reis. 6.3.

Gewalt F Und b r werden nach den Formeln berechnet:

F=A 01 pmax;

b p = b 1 + H 01 ,

Wo A 01 - Fläche des Polygons A 1 B 1 C 1 D 1 e 1 G 1 ;

A 01 = 0,5(ll 1 - 2H 01) - 0,25(b - b 1 - 2H 01) 2 ,

Wenn b - b 1 < 2H 01 , Das

A 01 = 0,5B(ll 1 - 2H 01).

Reis. 6.4. Zur Bestimmung der Stufenhöhe

Ausbau der unteren Stufe C 1 werden nicht mehr als die in der Tabelle angegebenen Werte akzeptiert. 4.28 unter Berücksichtigung der Modulmaße.

Die Mindestabmessungen der übrigen Stufen des Fundaments im Grundriss werden nach Festlegung des Versatzes der unteren Stufe ermittelt C 1 Linienkreuzung AB mit Linien, die die Höhen der Stufen begrenzen (Abb. 6.4). Bei zweistufigen und dreistufigen Fundamenten dürfen diese Maße nicht kleiner sein als:

l 1 ≥ l - 2C 1 ;

B 1 ≥ ml 1 ;

l 2 ≥ (l - 2C 1 - l c)H 3 / (H 2 + H 3) + l c;

B 2 ≥ ml 2 + l c;

Hier M- das Verhältnis der kleineren Seite des Fundaments zur größeren, angenommen gleich 0,6-0,85.

Die endgültigen Abmessungen der Stufen werden unter Berücksichtigung der Vereinheitlichung der Abmessungen der Fundamente festgelegt (siehe Kapitel 4).

Es ist zu berücksichtigen, dass die Entfernung der Stufen, insbesondere der unteren, das Ausmaß der Bewehrung bestimmt. In diesem Zusammenhang können die nach obiger Methode zugewiesenen Schrittweiten je nach Wirtschaftlichkeit der Bewehrung angepasst werden.

Für bestimmte charakteristische Verhältnisse der Schrittweiten wird die Tragfähigkeit des Plattenteils wie folgt überprüft.

Für mittig und außermittig belastete Rechteckfundamente mit einseitiger oberer Stufe l 1 > l c + 2H 2 , und der andere B 1 ≤ v. Chr + 2H 2 (Abb. 6.5), die Berechnung für das Durchstanzen erfolgt aus der Bedingung

F ≤ R bt(H 01 B 1P + H 2 B 2P).

Bedeutung F B 1R Und B 2R- nach den Formeln:

B 1P = B 1 + H 01 ;

B 2P = (B 1 + v. Chr)/2.

Fläche eines Polygons abcdeg

A 0 = 0,5B(GMBH - 2H 0) - 0,25(b - b 1 - 2H 01) 2 .

Reis. 6.5.

Reis. 6.6. Schema zur Bildung einer Stanzpyramide für rechteckige Fundamente mit unterschiedlicher Stufenzahl in zwei Richtungen

Wenn B - B 1 < 2H 01 dann A 0 wird durch Formel (6.12) bestimmt.

Für mittig und exzentrisch belastete Rechteckfundamente mit unterschiedlicher Stufenzahl in zwei Richtungen (Abb. 6.6) werden Durchstanzberechnungen nach der Formel durchgeführt

F ≤ R bt[(H 0 - H 3)B 1P + H 3 v. Chr].

Bedeutung F wird durch Formel (6.5) bestimmt, B 1R- nach der Formel

STAATLICHER ORDEN DES ROTEN BANNERS DES ARBEITSDESIGN-INSTITUTS
LENINGRAD PROMSTROYPROJEKT DES GOSSTROY-PROJEKTS DER UDSSR
ZUSCHUSS
ÜBER FOUNDATIONSGESTALTUNG
AUF NATÜRLICHER BASIS
UNTER SÄULENGEBÄUDEN UND -STRUKTUREN
(zu SNiP 2.03.01-84 und SNiP 2.02.01-83)
Genehmigt
im Auftrag von Lenpromstroyproekt vom 14. Dezember 1984
Moskau
Zentralinstitut für Standarddesign
1989
Änderung im „Foundation Design Manual“
auf einem natürlichen Fundament unter den Säulen von Gebäuden und Bauwerken
(zu SNiP 2.03.01-84 und SNiP 2.02.01-83)“
Am GPI von Lenpromstroyproekt wurde eine Änderung vorgenommen, die geänderten Elemente sind mit * gekennzeichnet.
Zur Veröffentlichung empfohlen durch Beschluss des Technischen Rates von Lenpromstroyproekt des Staatlichen Baukomitees der UdSSR.
Es werden Anleitungen zur Bemessung verschiedener Fundamenttypen und deren Berechnung am Computer gegeben.
Für Ingenieure und technische Mitarbeiter von Designorganisationen.
Bei der Verwendung des Handbuchs müssen die genehmigten Änderungen der Bauvorschriften und -vorschriften sowie der staatlichen Standards berücksichtigt werden, die in der Zeitschrift „Bulletin of Construction Equipment“ des Staatlichen Baukomitees der UdSSR, „Sammlung von Änderungen der Bauvorschriften und -vorschriften“ veröffentlicht wurden. und der Informationsindex „UdSSR State Standards“ des UdSSR State Standards.
VORWORT
Das Handbuch wurde für SNiP 2.03.01-84 „Beton- und Stahlbetonkonstruktionen“ und SNiP 2.02.01-83 „Grundlagen von Gebäuden und Bauwerken“ entwickelt.
Das Handbuch enthält grundlegende Bestimmungen für die Bemessung monolithischer und vorgefertigter Fundamente für Stahlbeton- und Stahlstützen sowie deren Berechnung und Konstruktion. Enthält Anweisungen zur Auswahl der optimalen Option für die Konstruktion von Fundamenten, zur Berechnung und Konstruktion von Ankerbolzen sowie zu Methoden zur Verstärkung von Fundamenten.
Um den Planern die Arbeit zu erleichtern, werden Diagramme und Tabellen zur Bestimmung der Fundamentgröße sowie Beispiele für die Berechnung und Gestaltung verschiedener Fundamenttypen bereitgestellt.
Das Handbuch wurde von Lenpromstroyproekt - Ph.D. entwickelt. Technik. Wissenschaften M. B. Lipnitsky, V. A. Egorova; zusammen mit TsNIIpromzdany - Kandidaten der technischen Wissenschaften. Wissenschaften N. A. Ushakov, A. M. Tugolukov, Yu. V. Frolov; PI-1 - Ph.D. Technik. Wissenschaften A. L. Shekhtman, A. V. Shapiro; NIIZhBom - Kandidaten für technische. Wissenschaften N.N. Korovin, M.B. Krakovsky; Wissenschaftliches Forschungsinstitut für Stiftungen - Doktor der technischen Wissenschaften. Wissenschaften E.A. Sorochan.
Bitte senden Sie Kommentare und Vorschläge zum Inhalt des Handbuchs an die folgende Adresse: 186190, Leningrad, Leninsky Ave., 160, Lenpromstroyproekt.
1. ALLGEMEINE HINWEISE
1.1. Dieses für SNiP 2.03.01-084 und SNiP 2.02.01-83 entwickelte Handbuch gilt für die Bemessung einzelner Stahlbetonfundamente auf einem natürlichen Fundament für Säulen von Gebäuden und Bauwerken.
1.2. Die Auswahl der Abmessungen des Fundamentsockels aus der Berechnung der Fundamente wird gemäß SNiP 2.02.01-83 und dem „Handbuch“ empfohlen für die Gestaltung von Fundamenten von Gebäuden und Bauwerken“ (zu SNiP 2.02.01-83).
1.3. Von den Fundamenten von Bauwerken übertragene Belastungen und Einwirkungen auf die Fundamente sind in der Regel rechnerisch unter Berücksichtigung der Verbundwirkung von Bauwerk und Fundament bzw. Fundament und Fundament zu ermitteln. Es wird empfohlen, Lasten und Stöße bei Fundamentberechnungen gemäß SNiP 2.02.01-83 und dem „Handbuch für die Bemessung von Fundamenten von Gebäuden und Bauwerken“ zu berücksichtigen.
1.4. Die Gestaltung von Fundamenten, die in einer aggressiven Umgebung betrieben werden, erfolgt unter Berücksichtigung der Anforderungen von SNiP 2.03.11-85.
1.5. Im Bauwesen verwendete Stahlbetonfundamente können durch folgende Typen dargestellt werden:
monolithisch mit reversibler Inventarschalung (Abb. 1, 2);
vorgefertigter Stahlbeton aus einem Block (Abb. 3);
vorgefertigte monolithische (Abb. 4, 5).

Mist. 1. Monolithische Glasfundamente
mit abgestuftem Plattenteil

Mist. 2. Monolithische Fundamente mit einem Pyramidenplattenteil

Mist. 3. Vorgefertigte Betonfundamente
a - Pyramidenförmig; b - mit Verbreiterung des Plattenteils

Mist. 4. Vorgefertigte monolithische Fundamente mit Rahmenpfeilern
a – für Gebäude ohne Keller; b - für Gebäude mit Keller

Mist. 5. Vorgefertigte monolithische Fundamente mit Säulenauflage,
bestehend aus vorgefertigten Platten und monolithischem Beton
1 - vorgefertigte Stahlbetonplatten; 2 - monolithischer Beton; 3 - Metalldrehungen; 4 - Loop-Releases
Gleichzeitig wird empfohlen, den Anwendungsbereich monolithischer Gründungskonstruktionen zu erweitern und dabei dem steigenden technischen Niveau der monolithischen Gründungskonstruktion Rechnung zu tragen. Es wird empfohlen, vorgefertigte und vorgefertigte monolithische Fundamente im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zu verwenden, die die Machbarkeit ihrer Verwendung gemäß den „Richtlinien für die Auswahl von Entwurfslösungen für Fundamente“ bestätigt.
2. BERECHNUNG FREISTEHENDER FUNDAMENTE
UNTER STAHLBETONSÄULEN
GRUNDPUNKTE
2.1. Die Berechnung der Festigkeit von Fundamenten und die Bestimmung der Rissöffnungsbreite erfolgt gemäß den Anforderungen von SNiP 2.02.01-83 „Fundamente von Gebäuden und Bauwerken“, SNiP 2.03.01-84 „Beton- und Stahlbetonkonstruktionen“, SNiP 2.01.07-85 „Lasten und Stöße“ sowie „Handbücher für die Bemessung von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen aus Schwer- und Leichtbeton ohne Vorspannbewehrung.“
2.2. Die Festigkeitsberechnung von Fundamenten umfasst die Bestimmung der Höhe des Plattenteils des Fundaments, der Abmessungen der Stufen, der Bewehrung des Plattenteils, die Berechnung der Querschnitte der Säule und ihres Glasteils und wird für den Hauptteil durchgeführt oder besondere Kombination von Bemessungslasten, die mit einem Lastsicherheitsfaktor f > 1 in die Berechnung eingehen.
2.3. Die Berechnung der Gründungselemente (Plattenteil und Untersäule) zur Bildung und Öffnung von Rissen erfolgt für die Haupt- oder Sonderkombination von Bemessungslasten bei f = 1.
2.4. Die Ausgangsdaten für die Festigkeitsberechnung von Fundamenten sind neben Kombinationen von Bemessungslasten:
Abmessungen im Plan b und l der Basis des Plattenteils des Fundaments, ermittelt gemäß Abschnitt 1.2;
die Gesamthöhe des Fundaments h, bestimmt durch die Tiefe des Fundaments und die Höhe des Fundaments;
Abschnitte der Spalte bc, lc und der Untersäule im Plan bcf, lcf.
BESTIMMUNG DER HÖHE DES PLATTENTEILS DES FUNDAMENTS UND DER ABMESSUNGEN DER STUFEN MITTELS STANZBERECHNUNGEN
2.5. Die Mindesthöhe des plattenförmigen Teils des Fundaments mit einem Seitenverhältnis seiner Basis b/l von 0,5 wird anhand der Durchstanzkraft bestimmt. In diesem Fall muss die Schubkraft vom Betonabschnitt des Plattenteils des Fundaments in der Regel ohne Einbau einer Querbewehrung aufgenommen werden. Bei beengten Verhältnissen (wenn die Höhe des Fundaments begrenzt ist) ist eine Querbewehrung zulässig.
2.6. Abhängig von der Art der Schnittstelle zwischen Fundament und Stütze sind zwei Schemata zur Berechnung der Durchstanzkraft zu unterscheiden:
1. - mit einer monolithischen Verbindung einer Säule mit einem Fundament (Abbildung 6, a) oder einer Untersäule mit einem Plattenteil des Fundaments mit einer Säulenhöhe von hcf 0,5 (lcf - lc) (Abbildung 6, b), as sowie bei einer Glaskopplung einer Fertigsäule mit hohem Fundament – ​​mit einer Säulenhöhe, die die Bedingung hcf – dp 0,5 (lcf – lc) erfüllt (Abbildung 6, c). In diesem Fall wird das Durchstanzen des Plattenteils vom Boden einer monolithischen Säule oder Stützsäule unter Einwirkung einer Längskraft N und eines Biegemoments M betrachtet;
2. – mit einer Glaskopplung einer vorgefertigten Säule mit niedrigem Fundament – ​​mit einer Höhe der Untersäule, die die Bedingung hcf – dp 0,5 (lcf – lc) erfüllt (Abb. 7). In diesem Fall sind die Fundamente so ausgelegt, dass sie von der Unterseite des Glases durch die Säule gedrückt und nur unter der Wirkung der Längskraft Nc gespalten werden können (Absatz 2.20).

Mist. 6. Arten von Fundament-Säulen-Schnittstellen gemäß dem 1. Stanzentwurfsschema
a - monolithische Verbindung der Säule mit dem Plattenteil des Fundaments; b – das gleiche mit einer Säulenhöhe von hcf 0,5 (lcf – lc); c - Glaskopplung einer Säule mit hohem Fundament bei hcf - dp 0,5 (lcf - lc)

Mist. 7. Kombination einer vorgefertigten Säule mit einem niedrigen Fundament
bei hcf - dp 0,5 (lcf - lc)
2.7. Beim Aufliegen auf dem Fundament von zwei oder mehr Säulen sowie zweiarmigen Säulen wird eine Durchstanzung in Betracht gezogen, wenn das Fundament einer bedingten Säule ausgesetzt ist, deren Abmessungen den Abmessungen entlang der Außenkanten der Säulen entsprechen, und Die Tiefe des Glases wird auf Höhe der tiefsten Säule gemessen (Abb. 8).

Mist. 8. Schemata zum Drücken des Fundaments beim Anlehnen
zwei Spalten
a - Anordnung der Säulen auf gleicher Ebene; b – Anordnung der Säulen auf verschiedenen Ebenen; 1 - Innenkante des Glases; 2 – äußerer Rand einer bedingten Spalte
Durchstanzberechnung nach Schema 1 (siehe Zeichnung 6)
2.8. Die Berechnung für das Durchstanzen des Plattenteils von mittig belasteten quadratischen Stahlbetonfundamenten erfolgt aus der Bedingung
F Rbt um h0,pl , (1)
wobei F die Schubkraft ist;
Rbt ist der Bemessungswiderstand des Betons gegenüber axialer Spannung, ermittelt mit den erforderlichen Betriebsbedingungen-Koeffizienten b2 und b3 gemäß Tabelle. 15 SNiP 2.03.01-84 wie für Stahlbetonabschnitte;
um ist der arithmetische Mittelwert der Umfänge der oberen und unteren Basis der Pyramide, die beim Stanzen innerhalb der Arbeitshöhe des Abschnitts h0,pl gebildet werden
um = 2 (bc + lc + 2 h0,pl) . (2)
Bei der Bestimmung der Werte von um und F wird davon ausgegangen, dass das Stanzen entlang der Seitenfläche der Pyramide erfolgt, deren kleinere Basis die Wirkungsfläche der Stanzkraft (die Querschnittsfläche von) ist eine Säule oder Säule), und die Seitenflächen sind in einem Winkel von 45° zur Horizontalen geneigt (Abb. 9).

Mist. 9. Schema der Bildung einer Stanzpyramide in zentral belasteten quadratischen Stahlbetonfundamenten
In Formel (2) und den nachfolgenden Formeln im Abschnitt werden die Werte bc, lc durch die Maße im Querschnittsplan des Stützenträgers bcf, lcf ersetzt, wenn die Durchstanzung von der Unterkante des Stützenträgers aus erfolgt .
Die Größe der Stanzkraft F wird als gleich der Größe der Längskraft N angenommen, die auf die Stanzpyramide wirkt, abzüglich der Größe des reaktiven Bodendrucks, der auf die größere Basis der Stanzpyramide (gerechnet zur Lageebene) ausgeübt wird der Zugbewehrung).
2.9. Durchstanzberechnungen für mittig belastete rechteckige, exzentrisch belastete quadratische und rechteckige Fundamente (Zeichnung 10) werden ebenfalls gemäß Abschnitt 2.8 und Bedingung (1) durchgeführt. Dabei wird der Zustand der Durchstanzfestigkeit nur einer der am stärksten belasteten Flächen der Durchstanzpyramide berücksichtigt.
Die Größe der Schubkraft F in Formel (1) wird gleich angenommen
F = Аo ðmax , (3)
wobei Ao der Teil der Fundamentfläche ist, der durch die untere Basis der betrachteten Fläche der Stanzpyramide und die Fortsetzung der entsprechenden Kanten im Grundriss begrenzt wird (Polygon abcdeg, siehe Abb. 10).

Mist. 10. Schema der Bildung einer Stanzpyramide
in mittig geladenem Rechteck, sowie
exzentrisch belastete quadratische bis rechteckige Fundamente
Àо = 0,5b (l - lc - 2h0,pl) - 0,25 (b - bc - 2h0,pl)2, (4)
bei b - vc - 2h0,pl 0