Ленточные фундаменты на естественном основании под колонны

В случае, если требуемые по расчету подошвы фундаментов соседних колонн близко подходят друг к другу, применяют ленточные фундаменты под рядами колонн в виде отдельных лент или в виде перекрестных лент (рис. ниже). Также применяют ленточные фундаменты при неоднородных грунтах или резко различных нагрузках, поскольку они выравнивают осадки основания. Фундаменты под колонны связевых панелей также часто делают ленточными, поскольку такие фундаменты увеличивают жесткость основа­ния панели, что существенно уменьшает деформативность всего каркаса. Еще больше можно увеличить жесткость основания связевой панели, распро­странив ленточный фундамент на соседние с панелью колонны (рис. ниже).

а - отдельные ленты; б - перекрестные ленты

Обычно ленточные фундаменты имеют постоянное тавровое сечение с полкой понизу.

Выступы полки тавра работают как консоли, защемленные в ребре. Полку назначают толщиной не менее половины вылета консоли.

Фундаментная лента рассчитывается и конструируется так же, как мо­нолитная неразрезная балка, в которой опорами служат колонны, а нагруз­кой - давление грунта на подошву.

Пример ленточного фундамента под связевой панелью

Эпюру давления грунта рекомендуется определять, принимая основа­ние как линейно деформируемое полупространство.

Расчет производится смешанным способом. Для этого непрерывную связь балки с основанием представляют в виде системы абсолютно жестких стержней, усилия в которых принимают равными равнодействующей дав­ления грунта, равномерно распределенного по площади подошвы, соответ-

ствующей каждому стержню (рис. ниже). Обычно расстояния между стерж­нями с принимают одинаковыми, а число стержней (участков разбивки) равным 9-11.

а - расчетная схема; б ~ основная система; в - перемещения ленты под действием силы х = 1; г - то же, поверхности основания; д - перемещения ленты под действием внешних нагрузок Р,

Основную систему получают, отделив балку от основания, заменив при этом стержни силами х₀...х„ и введя опору в точке приложения равно­действующей внешних сил от колонн. Неизвестными при этом являются силы х₀... ,х_n и осадка фиктивной опоры y₀. Система уравнений имеет вид

где п - число участков; ΣP - сумма сил в колоннах, приложенных к ленте.

Коэффициент δki, представляет собой сумму смещений балки V_ki и ос­нования Y_ki в точке k от действия единичной силы, приложенной в точке i. Поскольку фиктивная опора, помещенная в точке приложения равнодейст­вующих сил Pj, не может поворачиваться, эту опору представляют как же­сткую заделку, и значения V_ki определяют как прогибы консоли. При посто­янной жесткости балки EI значение V_k, равно

V_k, = (a_k²(a_i-a_k/3))/2EI

Осадку основания Y_ki от единичной силы определяют по формуле

V_k, = ((1-μ₀²) F_k,)/πE₀c

где Е_й и μо - модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта, опреде­ляемые согласно СНиП 2.02.01-83 прил. 1 и 2; с - расстояние между стерж­нями; Fu - функция осадки основания в точке к при действии единичной силы в точке i.

Значения функции F_ki, вычисленные на основе теории упругости, при­ведены в табл. ниже, где х/с - число участков от точки к до точки i; b - ши­рина подошвы.

Значения F_ki

х/с	Значения Fki при b/с
	2/3	1,0	2,0	3,0
0	4,265	3,525	2,406	1,867
1	1,069	1,038	0,929	0,829
2	0,508	0,505	0,490	0,969
3	0,336	0,335	0,330	0,323
4	0,251	0,250	0,249	0,246
5	0,200	0,200	0,199	0,197
6	0,167	0,167	0,168	0,165
7	0,143	0,143	0,143	0,142
8	0,125	0,125	0,125	0,124
9	0,111	0,111	0,111	0,111
10	0,100	0,100	0,100	0,100

Δ_ip - прогиб балки как консоли в точке i от всех внешних сил Pj.

Окончательно усилия в балке определяются как для консоли при дей­ствии вычисленных сил х, и внешних сил Pj. Давление на грунт определяют путем деления х, на bс. Это давление при действии полных нормативных нагрузок не должно превышать расчетное сопротивление грунта R.

В первом приближении жесткость балки принимается как для сплош­ного бетонного сечения, т.е. равной E_bI. Если после 1-го расчета получен­ные моменты не превышают момент трещинообразования М_ст этот расчет считается окончательным. Если в некоторых участках балки момент пре­вышает М_сгс, то в этих участках жесткость определяют с учетом трещин согласно СП 52-101-2003, и расчет повторяется с учетом этих жесткостей при определении V_kl. Расчет производится до тех пор, пока вновь полученные максимальные моменты будут отличаться от моментов из предыдущего расчета менее чем на 10%.