Руководство По Проектированию Плитных Фундаментов Сооружений Башенного Типа

Руководство По Проектированию Плитных Фундаментов Сооружений Башенного Типа

Скачать бесплатно Руководство, Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа.

NormaCS. Нормативные документы. Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа.

Даны рекомендации по проектированию произвольной ортогональной, плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа DJVU.

Руководство Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа.

Руководство « Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа ».


Разработано к СНиП II-15-74. Даны рекомендации по проектированию произвольной ортогональной, полигональной и круглой формы в плане железобетонных плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа на естественном основании, по выбору расчетных схем и параметров основания, в том числе переменного коэффициента жесткости, основания, расчету деформаций основания с расчетной схемой в виде линейно-деформируемого слоя, по определению предварительных размеров плитных фундаментов. Приведены особенности конструирования и наблюдений за осадками, сдвигами и кренами плитных фундаментов. Для инженерно-технических работников проектных организаций. Содержание Расчет плитного фундамента с учетом влияния стен здания Расчет плитного фундамента здания с учетом особенностей деформирования железобетона Совместный расчет плитного фундамента и рамного каркаса здания Совместный расчет плитного фундамента и элементов надфундаментного строения здания со связевым или рамно-связевым каркасом, а также панельного и кирпичного дома Расчет плитных фундаментов с учетом влияния рамного каркаса здания Расчет прямоугольных плитных фундаментов зданий со связевым каркасом при учете реактивных касательных напряжений Расчет толстых плитных фундаментов с учетом реактивных касательных напряжений Расчет сплошных железобетонных плитных фундаментов под сетку колонн по кинематическому методу предельного равновесия Расчет плитных фундаментов с учетом жесткости силосных корпусов Совместный расчет плитных фундаментов элеваторов и надфундаментных конструкций конечной жесткости Расчет прямоугольного плитного фундамента, взаимодействующего с деформируемым основанием и жестким надфундаментным строением (типа силосного корпуса) Расчет конической оболочки, опертой на сжимаемое основание Расчет конической оболочки, опертой в нижнем сечении на абсолютно жесткое основание при различных типах опирания Расчет кольцевого плитного фундамента на сжимаемом основании Совместный расчет конической оболочки и кольцевой плиты конечной жесткости на сжимаемом основании Расчет конической оболочки, лежащей на сжимаемом основании, подкрепленной опорным кольцом ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ЭВМ ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК И КРЕНОВ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ И СЛОЕ КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОК И КРЕНОВ КРУГЛОГО ФУНДАМЕНТА НА ЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМОМ ПОЛУПРОСТРАНСТВЕ И СЛОЕ КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИКОВ Сплошные монолитные железобетонные плитные фундаменты прямоугольной, произвольной ортогональной либо полигональной и круглой формы в плане широко используются при строительстве на естественном основании (особенно на слабых и неоднородных грунтах) многоэтажных зданий различного назначения, а также промышленных сооружений типа силосов, элеваторов, дымовых труб и т.п. Площадь таких плит, как правило, превышает 100 м2, а ширина или диаметр b(d) ? 10 м. За последние годы в нашей стране проведены большие теоретические и экспериментальные исследования плитных фундаментов, завершившиеся разработкой методов и созданием программ для расчета плитных фундаментов на ЭВМ. Методы и программы для расчета плитных фундаментов разработаны на основе последних достижений в области строительной механики, теории расчета железобетонных конструкций, механики грунтов, теории упругости, вычислительной математики и практики фундаментостроения. Они позволяют рассчитывать плитные фундаменты практически любой формы в плане (прямоугольные, круглые, кольцевые, сложной формы) переменной толщины с учетом влияния жесткости верхнего строения в виде каркаса, системы связанных между собой жестких диафрагм, несущих стен или очень жесткого надфундаментного строения типа силосных корпусов, дымовых труб и т.п. Стал возможным совместный расчет в упругой постановке элементов связевого или рамного каркаса и плитного фундамента, а также расчет плитного фундамента с учетом особенностей деформирования железобетона. В связи с этим «Руководство по проектированию фундаментных плит каркасных зданий» (1977 г.) полностью переработано и дополнено. В Руководстве даются рекомендации и примеры по выбору расчетных схем и параметров основания, в том числе переменного коэффициента жесткости основания, по расчету деформаций основания с расчетной схемой в виде линейно-деформируемого слоя, по определению предварительных размеров плитного фундамента по условию минимального объема бетона, по выбору методов и программ на ЭВМ для расчета плитных фундаментов произвольной ортогональной, полигональной и круглой формы в плане зданий и сооружений, а также круглых и кольцевых фундаментов с коническими оболочками для сооружений башенного типа. Обращено внимание на особенности конструирования плитных фундаментов. Изложены требования к измерениям осадок, сдвигов и кренов плитных фундаментов. В приложениях к Руководству даны основные характеристики программ для ЭВМ, позволяющих подобрать минимальные предварительные размеры плитных фундаментов, а затем выполнить расчет фундаментов переменной жесткости с учетом особенностей деформирования железобетона, трения на поверхности контакта фундамента с грунтом, влияния жесткости надфундаментного строения в виде каркаса и стен здания, очень жесткого ствола дымовой трубы, банок силосных корпусов и других, а также произвести совместный расчет различных схем каркаса здания и плитного фундамента. Кроме того, приведены графики для быстрого определения осадок и кренов прямоугольных и круглых жестких фундаментов на основании в виде линейно-деформируемого полупространства и слоя конечной толщины. Руководство составили: разд. 1 «Основные положения» - канд. техн. наук Т.А. Маликова (НИИОСП); разд. 2 «Расчет основания по деформациям» - д-р. техн. наук, проф. К.Е. Егоров, канд. техн. наук Т.А. Маликова (НИИОСП); разд. 3 «Определение предварительных размеров плитного фундамента по условию минимального объема бетона» - канд. техн. наук Т.А. Маликова (табл. 11 - инж. С.А. Компанейский, Моспроект-2); разд. 4 «Определение коэффициентов жесткости основания плитного фундамента» - канд. техн. наук Т.А. Маликова; разд. 5 «Статические расчеты плитных фундаментов», подраздел «Расчет плитного фундамента с учетом влияния стен здания» - д-р техн. наук, проф. В.И. Соломин; инж. А.С. Сытник (Челябинский политехнический институт - ЧПИ); подраздел «Расчет плитного фундамента здания с учетом особенностей деформирования железобетона» - д-р техн. наук, проф. В.И. Соломин, канд. техн. наук В.Л. Высоковский (ЧПИ); подраздел «Совместный расчет плитного фундамента и рамного каркаса здания» - канд. техн. наук Е.Б. Фрайфельд (Харьковский Промстройниипроект); подраздел «Совместный расчет плитного фундамента и надфундаментного строения здания со связевым или рамно-связевым каркасом, а также панельного и кирпичного дома» - канд. техн. наук М.С. Вайнштейн (Моспроект-1); подраздел «Расчет плитных фундаментов с учетом влияния рамного каркаса здания» - канд. техн. наук В.И. Обозов (ЦНИИСК); подразделы «Расчет прямоугольных плитных фундаментов зданий с рамным каркасом при учете жесткости каркаса и реактивных касательных напряжений», «Расчет прямоугольных плитных фундаментов зданий со связевым каркасом при учете реактивных касательных напряжений» и «Расчет толстых плитных фундаментов с учетом реактивных касательных напряжений» - д-р техн. наук, проф. И.И. Гудушаури, канд. техн. наук В.И. Ломидзе, инж. А.Д. Джакели (Грузинский НИИ энергетики и гидротехнических сооружений); подраздел «Расчет сплошных железобетонных плитных фундаментов под сетку колонн по кинематическому методу предельного равновесия» - д-р техн. наук, проф. Ю.Н. Мурзенко (Новочеркасский политехнический институт), канд. техн. наук А.А. Цессарский (Киевское отделение ВНИИГС), инж. С.И. Политов (НПИ); подраздел «Расчет плитных фундаментов с учетом жесткости силосных корпусов» - канд. физ.-мат. наук В.И. Сливкер, канд. техн. наук К.П. Галасова (Ленпромстройпроект); подразделы «Совместный расчет плитных фундаментов элеваторов и надфундаментных конструкций конечной жесткости» и «Расчет прямоугольного плитного фундамента, взаимодействующего с деформируемым основанием и жестким надфундаментным строением» - кандидаты техн. наук Е.З. Болтянский, Ю.Ю. Чинилин (ЦНИИПромзернопроект); подраздел «Расчет круглых и кольцевых плитных фундаментов с коническими оболочками для сооружений башенного типа» - д-р техн. наук, проф. В.И. Климанов, инж. А.Г. Литвиненко, В.П. Каваева, А.И. Макаров (Уральский Промстройниипроект); подраздел «Расчет круглых и кольцевых плитных фундаментов сооружений башенного типа с учетом особенностей деформирования железобетона» - д-р техн. наук, проф. В.И. Соломин, канд. техн. наук С.Б. Шматков (ЧПИ); подраздел «Расчет круглых плитных фундаментов с учетом особенностей деформирования основания с переменными физико-механическими характеристиками» - д-р физ.-матем. наук, проф. В.М. Александров, канд. физ.-матем. наук Г.Н. Павлик (РГУ); разд. 6 «Конструктивные требования» - инж. И.Я. Дрибинский, Ю.Д. Коломийченко, канд. техн. наук В.С. Урисман (Харьковский Промстройниипроект); разд. 7 «Требования к измерениям осадок, сдвигов и кренов плитных фундаментов», подраздел «Измерение осадок» - канд. техн. наук Т.А. Маликова, подразделы «Измерение сдвигов» и «Измерение кренов» - канд. техн. наук О.В. Китайкина (НИИОСП); прил. 1 - канд. техн. наук Т.А. Маликова (НИИОСП) прил. 2 и 3 - канд. техн. наук В.С. Урисман (Харьковский Промстройниипроект). табл. 12 - 21, 24 - 42, 49 - 58 заимствованы из книги д-ра техн. наук, проф. М.И. Горбунова-Посадова «Таблицы для расчета тонких плит на упругом основании» (М. Госстройиздат, 1958). Руководство разработано под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. К.Е. Егорова и канд. техн. наук Т.А. Маликовой. Общие указания 1.1. Настоящее Руководство рекомендуется использовать при проектировании крупноразмерных (шириной b ? 10 м или диаметром d ? 10 м) прямоугольных, произвольной ортогональной, полигональной, круглой формы в плане железобетонных плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа (силосных корпусов, дымовых труб, теле- и радиобашен и т.п.) на естественном основании, не подверженном сейсмическим воздействиям и не находящемся в районе особых грунтовых условий (просадочных, набухающих, засоленных грунтов, подрабатываемых и закарстованных территорий). Руководством допускается пользоваться при проектировании зданий и сооружений других систем (бескаркасных, со смешанным каркасом и др.). 1.2. Плитные фундаменты и их основания следует проектировать в соответствии с требованиями глав СНиП на нагрузки и воздействия, по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а также оснований зданий и сооружений с учетом указаний инструкций на проектирование сооружений башенного типа (элеваторов, силосных складов сыпучих материалов, дымовых труб, доменных печей и др.), нормативных документов, содержащих требования к материалам и правилам производства работ, а также в соответствии с настоящим Руководством. 1.3. Расчет плитных фундаментов зданий, строящихся в особых грунтовых условиях, допускается выполнять по рекомендациям настоящего Руководства, при этом необходимо дополнительно пользоваться следующими нормативными документами для подготовки исходных данных к расчету: «Руководством по расчету и проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях» (М. 1977), «Инструкцией по проектированию бескаркасных жилых домов, строящихся на просадочных грунтах с применением конструктивных мероприятий» (РСН 297-78), а также главой СНиП на проектирование зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. 1.4. Проектирование плитных фундаментов необходимо осуществлять на основе: результатов инженерно-геологических изысканий места строительства ; опыта возведения и эксплуатации сооружений с плитными фундаментами в аналогичных инженерно-геологических условиях строительства ; технического задания на проектирование здания или сооружения, условий производства работ и последующей эксплуатации ; технико-экономического сравнения возможных вариантов проектного решения. 1.5. Конструкция железобетонного плитного фундамента должна обеспечивать прочность и надежность здания или сооружения и выбираться в зависимости от конструктивной схемы сооружения, величины и характера воздействий, несущей способности и деформативности основания при минимальном расходе материалов и трудоемкости. 1.6. Для плитного фундамента должен применяться бетон марки не ниже М 200. 1.7. Под плитные фундаменты следует устраивать бетонную подготовку из бетона марки не ниже М 50, толщину которой определяют в зависимости от условий, методов производства работ и принимают не менее 100 мм. При водонасыщенном глинистом основании бетон подготовки рекомендуется укладывать на песчаную подушку толщиной не менее 200 мм. 1.8. В случае агрессивных грунтовых вод следует предусматривать антикоррозионные мероприятия по защите плитного фундамента в соответствии с указаниями главы СНиП на защиту строительных конструкций от коррозии. 1.9. При производстве земляных работ необходимо предусмотреть мероприятия по сохранению природной структуры грунтов основания, принимая в необходимых случаях зачистку дна котлована вручную 1.10. Натурные измерения деформаций оснований и плитных фундаментов в процессе строительства и эксплуатации здания или сооружения должны предусматриваться в соответствии с указаниями пп. 17 и 3.71 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений. Для этого при разработке рабочих чертежей нулевого цикла нужно составить проект изготовления и закладки плитных, глубинных марок и глубинных реперов (см. разд. 7), включить стоимость этих работ в смету на строительство здания или сооружения, а также предусмотреть средства на проведение геодезических измерений. Требования к инженерно-геологическим изысканиям 1.11. Предварительную оценку инженерно-геологических условий площадки строительства и выбор типа фундаментов выполняют на основе предварительных изысканий. 1.12. Техническое задание на проведение инженерно-геологических изысканий при предварительно выбранном типе фундамента в виде сплошной плиты составляет проектный институт в соответствии с указаниями главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, главы СНиП на выполнение инженерных изысканий для строительства, а также документов, развивающих эту главу СНиП. 1.13. Программу инженерно-геологических изысканий подготавливает изыскательская организация согласно техническому заданию проектного института и в соответствии с требованиями главы СНиП на выполнение инженерных изысканий и согласовывает с этим институтом. 1.14. Техническим заданием на проведение инженерно-геологических изысканий на территории строительства должна быть предусмотрена проходка следующих скважин: разведочных на глубину 40 - 50 м с расстоянием между ними не более 50 м и не менее одной на сооружение ; инженерно-геологических, число которых должно быть не менее пяти: по углам и в центре плиты; допускается размещение скважин между двумя соседними сооружениями, если расстояние между ними не превышает 10 м. Число разведочных и инженерно-геологических скважин и расстояния между ними определяют в зависимости от изученности и сложности геологических условий площадки строительства, а также с учетом размеров и назначения здания или сооружения. 1.15. Глубину проходки инженерно-геологических скважин принимают равной: расстоянию от дневной поверхности до слоя скального грунта, обнаруженного на глубине, меньшей 20 м от проектируемой подошвы фундаментной плиты ; половине ширины фундамента, но не менее 20 м, если скальные грунты залегают на большей глубине. Если на глубине, большей половины ширины фундамента и большей 20 м, обнаружен слой слабого грунта, необходимо скважину углубить, пройдя слой этого грунта. Для элеваторных сооружений и силосных складов требуется корректировка указанных глубин бурения в соответствии с расчетной глубиной сжимаемой толщи основания. 1.16. Техническое задание на проведение инженерно-геологических изысканий на территории строительства дымовой трубы следует составлять с учетом требований «Рекомендаций по производству инженерно-геологических изысканий для дымовых труб» (НИИОСП. М. Стройиздат, 1980). 1.17. В техническое задание на изыскания необходимо включать проведение статического и динамического зондирования* для выявления неоднородности грунтов, их прочностных и деформационных характеристик. * ГОСТ 20069-74 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием» и «Указания по зондированию грунтов для строительства» СН 448-72. 1.18. Модули деформации нескальных грунтов основания следует, как правило, определять в полевых условиях при проходке инженерно-геологических скважин, а также в шурфах и шахтах загружением штампа статическими нагрузками* в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений. *ГОСТ 12374-77 «Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками». 1.19. Методы определения деформационных и прочностных характеристик грунтов основания необходимо выбирать в соответствии с указаниями пп. 3.25 - 3.35 «Руководства по проектированию оснований зданий и сооружений» (НИИОСП. М. Стройиздат, 1977). 1.20. Гидростатические исследования должны включать определение расчетного уровня основного горизонта грунтовых вод, прогнозирование верховодки на время производства работ и эксплуатации здания или сооружения, изменения химического состава грунтовых вод в период эксплуатации здания или сооружения, а также установление степени агрессивности грунтовых вод. Требования к расчетам плитного фундамента и основания 1.21. Плитный фундамент должен удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы), принимаемым в соответствии с указаниями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций. 1.22. Величины нагрузок и воздействий на плитный фундамент, значения коэффициентов перегрузок, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные, длительные, кратковременные, особые следует принимать в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям. 1.23. При определении площадок загружения фундамента следует нагрузку, передаваемую подколонниками (банкетками) или стенами, приводить к срединной поверхности фундамента, распределяя ее под углом 45° от нижнего обреза подколонников или стен. Собственный вес плитного фундамента допускается не учитывать в случае песчаного основания, принимать с коэффициентом 0,5 при глинистом основании и учитывать плотностью, если плитный фундамент лежит на основании, сложенном слабыми грунтами с модулем деформации Е < 5 МПа. 1.24. Основание плитного фундамента также должно рассчитываться по двум группам предельных состояний: по первой группе - по несущей способности ; по второй группе - по деформациям (осадкам, прогибам и пр.), создающим препятствия для нормальной эксплуатации зданий и сооружений. 1.25. Основание плитного фундамента рассчитывают по несущей способности, если фундамент расположен на бровке откоса, вблизи крутопадающего слоя грунта, или если оно сложено скальными грунтами. 1.26. Усилия в плитном фундаменте и его деформации, а также деформации основания рекомендуется определять расчетом из условия совместной работы надфундаментной конструкции, фундамента и основания с учетом неоднородности основания по глубине и в плане, распределяющей способности основания, воздействия соседних зданий и сооружений, а также неупругих деформаций грунта, бетона и арматуры фундамента, материала элементов надфундаментных конструкций и наличия трещин в фундаменте. 1.27. Для упрощения расчета плитного фундамента допускается не учитывать влияние на распределение усилий в фундаменте заглубления фундамента и реактивных касательных напряжений по подошве. Допускается также использовать приближенные приемы учета неупругих деформаций основания, фундамента и элементов надфундаментных конструкций либо выполнять расчет плитного фундамента в предположении линейно-упругого деформирования материала фундамента, элементов надфундаментных конструкций и грунтов основания (в так называемой линейной постановке задачи) с использованием принципа независимости действия сил, а подбор арматуры и проверку прочности сечений фундамента производить на найденные усилия в соответствии с указаниями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций. 1.28. Расчет системы надфундаментные конструкции - фундамент - основание рекомендуется выполнять с учетом последовательности возведения сооружения. 1.29. При расчете плитного фундамента допускается применять как непрерывные (континуальные) расчетные схемы, так и дискретные. 1.30. Для упрощения совместного расчета системы основание - фундамент - надфундаментные конструкции допускается выполнять раздельный расчет основания, плитного фундамента на сжимаемом основании и надфундаментных конструкций. Результаты расчета основания используют для определения предварительных минимальных размеров плитного фундамента и параметров основания, необходимых для статического расчета фундамента на сжимаемом основании. Раздельный расчет фундамента на сжимаемом основании и надфундаментных конструкций в необходимых случаях может быть выполнен с использованием метода последовательных приближений. 1.31. Расчет плитных фундаментов следует выполнять на ЭВМ по программам, прошедшим апробацию. Такие программы и инструкции к ним публикуются в фонде алгоритмов и программ ЦНИИпроекта. Основные характеристики программ для расчета плитных фундаментов на ЭВМ приведены в прил. 1 (по состоянию на 01.10.1983). 1.32. При расчете деформаций основания нагрузки на него допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой здания или сооружения. 1.33. Расчет деформаций основания производят на основное сочетание расчетных нагрузок, взятых с коэффициентом перегрузки, равным 1. Расчет основания по несущей способности выполняют на основное сочетание расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки, принимаемым по указаниям главы СНиП на нагрузки и воздействия, при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетания нагрузок. Во всех расчетах оснований фундаментов кратковременные нагрузки должны приниматься с коэффициентами сочетаний, а временные нагрузки на перекрытия многоэтажных зданий - с понижающими коэффициентами, учитывающими вероятность одновременного загружения перекрытий, в соответствии с требованиями главы СНиП на нагрузки и воздействия и инструкций на проектирование фундаментов сооружений башенного типа (элеваторов, дымовых труб и др.). 1.34. Расчет деформаций основания без учета совместной работы с фундаментом допускается выполнять, применяя расчетную схему основания в виде: линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины z' сжимаемой толщи ; линейно-деформируемого слоя. Расчетную схему для расчета основания по деформациям устанавливают по рекомендациям разд. 2 настоящего Руководства. Расчет деформаций основания с использованием указанных расчетных схем следует выполнять в соответствии с требованиями прил. 3 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, а также по рекомендациям разд. 2 настоящего Руководства. 1.35. В расчете плитного фундамента на сжимаемом основании допускается не учитывать пластические деформации грунтов основания, если при расчете основания учтены требования главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений в части условного ограничения развития зон пластических деформаций грунта под краями фундамента. В этом случае для расчета плитного фундамента на однородном по сжимаемости в плане основании (?E ? 1,5, см. п. 2.23) принимают расчетную схему в виде линейно-деформируемого слоя со следующими параметрами: толщиной слоя H, приведенным в пределах этого слоя и осредненным в пределах плана плиты модулем деформации. осредненным в пределах слоя коэффициентом Пуассона ?ср. Для упрощения расчета плитного фундамента на однородном основании допускается использовать расчетные схемы в виде: линейно-деформируемого однородного полупространства при условии введения в расчет приведенного осредненного модуля деформации основания с корректирующим коэффициентом-множителем mE и осредненного коэффициента Пуассона ?ср; основания, характеризуемого переменным коэффициентом жесткости, который приближенно учитывает распределительную способность основания. В случае неоднородного в плане основания (?Е > 1,5) при расчете плитного фундамента принимают расчетную схему основания, характеризуемого переменным коэффициентом жесткости, который приближенно учитывает неоднородность основания в плане и по глубине, а также распределительную способность основания. 1.36. Параметры линейно-деформируемого слоя и однородного линейно-деформируемого полупространства следует находить по указаниям разд. 2 Руководства. Сближение результатов расчета плитного фундамента на линейно-деформируемом полупространстве и слое осуществляют по условию равенства средних осадок, вводя в расчет фундамента на основании в виде линейно-деформируемого полупространства корректирующий коэффициент - множитель mЕ при модуле деформации основания. определяемый по п. 3.11 настоящего Руководства. Величины переменного коэффициента жесткости основания находят по указаниям разд. 4. 1.37. Предельно допустимые величины совместных деформаций основания и здания или сооружения определяют по указаниям главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений. 1.38. Подбор сечений плитного фундамента производят в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций по прочности и по раскрытию трещин. К трещиностойкости железобетона плитного фундамента при отсутствии специальных обоснований предъявляются требования III категории, в соответствии с которыми допускается ограниченное по ширине кратковременное и длительное раскрытие нормальных и наклонных трещин. 2. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЯ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ 2.1. В настоящем разделе изложен расчет основания по деформациям с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого слоя (см. п. 1.34). При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полупространства (см. разд. 1) следует руководствоваться указаниями главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений. 2.2. Расчет основания по деформациям производят для определения минимальных размеров плитного фундамента, при которых выполняются конструктивные ограничения и требования главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, предъявляемые к давлению под подошвой фундамента и на кровлю грунта, находящегося в пределах сжимаемой толщи основания и имеющего сжимаемость, меньшую сжимаемости вышележащих слоев, а также к осадкам и кренам фундамента. 2.3. Подбор минимальных размеров фундамента производят шаговым методом, путем изменения длины консольных участков плитного фундамента и проверок (на каждом шаге) выполнения требований, предъявляемых главой СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений к величинам, перечисленным в п. 2.2. Шаг увеличения длины консольных участков фундамента следует принимать равным 300 мм. Учитывая трудоемкость вычислений, рекомендуется выполнять эти расчеты на ЭВМ с помощью программного комплекса «GEST-82», основные характеристики которого приведены в прил. 1. 2.4. При учете различной сжимаемости слоев грунта, находящихся в пределах сжимаемой толщи основания, толщину каждого слоя грунта допускается принимать: осредненной в пределах плана плиты при определении глубины сжимаемой толщи основания (при расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого полупространства) и толщины Н сжимаемого слоя основания (при расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого слоя), при выборе расчетной схемы основания, вычислении средней осадки основания и крена фундамента от внецентренного действия нагрузки ; по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку фундамента, при вычислении осадок центра, угловых точек, середин сторон и других точек фундамента. Выбор расчетной схемы и параметров основания 2.5. Для выбора расчетной схемы основания следует предварительно определить глубину z' сжимаемой толщи основания по указаниям прил. 3 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений и толщину Н сжимаемого слоя основания в соответствии с рекомендациями настоящего Руководства. 2.6. Расчетную толщину линейно-деформируемого слоя Н основания, сложенного глинистыми или песчаными грунтами, определяют по формуле где р - среднее фактическое давление под подошвой фундамента ; H - толщина сжимаемого слоя основания ; ? - коэффициент, учитывающий уменьшение вертикального давления на нижней границе сжимаемого слоя (на глубине z = H), принимаемый по табл. 2 в зависимости от отношения длины к ширине фундамента n = l/b и относительной толщины сжимаемого слоя m =2Н/b. Вертикальные давления pz0 в грунте по вертикали, проходящей через центр прямоугольного фундамента, вычисляют по формуле 2.19. Распределение по глубине вертикальных давлений в любой точке основания в пределах и за пределами плитного фундамента от приложенных к фундаменту нагрузок, а также от влияния соседних фундаментов устанавливают методом угловых точек вручную либо на ЭВМ с помощью программного комплекса «GEST-82», сведения о котором даны в прил. 1. В соответствии с методом угловых точек нормальное давление по вертикали, проходящей через точку В (рис. 4), определяют по алгебраическим суммированием давлений в угловых точках четырех фиктивных фундаментов, равномерно загруженных давлением р Рис. 4. Схема расположения «фиктивных фундаментов» для определения вертикальных давлений в основании рассчитываемого фундамента по методу угловых точек I - схема взаимного расположения рассчитываемого (1) и влияющего (2) фундаментов; II - схемы расположения «фиктивных фундаментов» с указанием знаков давлений в угловых точках основания; В - точка, через которую проводят расчетную вертикаль и определяют давления на глубине z по этой вертикали 2.20. Вертикальные давления р'z на любой глубине по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку фундамента, с учетом соседних фундаментов определяют по формуле где рz - давление на глубине z от среднего давления р, передаваемого рассчитываемым фундаментом ; - давление на глубине z под рассчитываемым фундаментом от влияния соседнего фундамента ; k - число влияющих фундаментов. 2.21. При послойном суммировании осадок определяют вертикальное давление на границе каждого литологического слоя грунта. Условное разделение этих слоев на более мелкие слои не требуется в связи с тем, что формулы (10) и (11) даны для трапецеидальной эпюры распределения вертикальных давлений. 2.22. Для каждой расчетной вертикали qf, проходящей через узел сетки (см. рис. 3), вычисляют приведенный в пределах сжимаемого слоя Н модуль деформации основания. Основание считают однородным по сжимаемости в плане, если ?Е ? 1,5. 2.24. Осредненный приведенный модуль деформации неоднородного в плане основания определяют как отношение к площади фундамента суммы приведенных в соответствии с пп. 2.22 по расчетным вертикалям qf модулей деформации грунтов. умноженных на площадь прилегающих к вертикалям qf участков основания. 2.25. Осредненный приведенный модуль деформации однородного в плане основания. принимают равным модулю деформации грунтов. приведенному в соответствии с пн. 2.22 по вертикали qf, проходящей через центр подошвы фундамента, при осредненных в пределах плана плиты толщинах слоев грунта. 2.26. Осадку Sqf точки qf поверхности основания фундамента по методу послойного суммирования определяют (с учетом и без учета влияния соседних фундаментов) по формуле где р - среднее давление на основание под подошвой фундамента ; kr = коэффициент, принимаемый по табл. 5 в зависимости от отношения толщины слоя Н к радиусу фундамента m' = Н/r и отношения p = ri/r (здесь ri - расстояние от центра фундамента до рассматриваемой точки i поверхности основания); - осредненный приведенный модуль деформации основания, определяемый по п. 2.25. Осадки различных точек непрямоугольного фундамента (приводимого к системе прямоугольников) допускается определять как алгебраические суммы осадок соответствующих точек основания прямоугольных фундаментов, на которые условно разбивают непрямоугольный фундамент. При этом используется метод, изложенный в п. 2.30. Осадки прямоугольных и круглых фундаментов на однородном основании приближенно можно определить по графикам прил. 2 и 3. Таблица 5 2.34. Крены плитного фундамента, вызванные неоднородностью основания в плане либо влиянием соседнего фундамента, определяют как отношение разности средних осадок противоположных сторон фундамента к расстоянию между ними, т.е. к длине, либо к ширине прямоугольного фундамента и к диаметру круглого фундамента. Крены прямоугольного фундамента, осадки Sqf неоднородного основания которого найдены в узлах qf прямоугольной сетки, нанесенной на план фундамента с шагом ?х в продольном направлении и ?у в поперечном направлении, можно определить по формулам: а) в направлении большей стороны где q - номер ряда узлов сетки, параллельного длинной стороне фундамента (q = 1, 2, 3,…, n1); f - номер ряда узлов сетки, параллельного короткой стороне фундамента (f = l, 2, 3. m1). Аналогично определяют крен прямоугольного фундамента от влияния соседнего фундамента. 2.35. Крен фундамента многоэтажного здания или сооружения башенного типа следует определять с учетом увеличения эксцентриситета приложения вертикальной составляющей нагрузки вследствие наклона фундамента или здания (сооружения) в целом. Кроме того, как правило, нужно учитывать увеличение эксцентриситета нагрузки за счет податливости надфундаментной конструкции. Дополнительный крен фундамента многоэтажного здания, вызванный увеличением эксцентриситета приложения вертикальной нагрузки при наклоне здания в целом, без учета податливости надфундаментной конструкции определяют в случае: а) однородного основания по формуле где i - крен фундамента, определяемый по указаниям п. 2.33 в зависимости от принятой расчетной схемы основания, характеристик его сжимаемости, формы и размеров фундамента, а также направления действия суммарного изгибающего момента М в уровне подошвы фундамента ; - крен фундамента от единичного изгибающего момента ; Р - вертикальная составляющая всей нагрузки, действующей на фундамент ; h' - высота от подошвы фундамента до точки приложения нагрузки Р ; б) неоднородного основания по формуле где iн - крен фундамента вследствие неоднородности основания, определяемый по указаниям п. 2.34. Остальные обозначения те же, что и в формуле (25). 2.36. Суммарный крен фундамента, найденный по пп. 2.33, 2.34, не должен превышать предельных величин, установленных главой СНиП на проектирование основания зданий и сооружений. 2.37. Крен фундаментов силосных корпусов определяют с учетом повышения модуля деформации основания вследствие предварительного обжатия грунта равномерной загрузкой длительностью не менее 2 мес. Коэффициент увеличения модуля деформации основания находят по табл. 9 в зависимости от наименования грунтов. Таблица 9 2.38. Крены прямоугольных и круглых фундаментов на однородном основании можно приближенно найти по графикам прил. 2 и 3. Пример расчета деформаций основания. Требуется рассчитать основание плитного фундамента четырех сблокированных монолитных железобетонных силосных корпусов. Геологический разрез и план плитного фундамента приведены на рис. 5. Рис. 5. Пример расчета деформаций основания а - геологический разрез; б - план плитного фундамента; 1 - песок средней крупности; 2 - суглинок; 3 - мореный суглинок; 4 - песок мелкий Расчетные характеристики грунтов основания определены по данным табл. 1 и 2 прил. 2 к главе СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений и приведены в табл. 10. Таблица 10 Глубина заложения плитного фундамента h = 2,5 м принята минимальной с тем, чтобы по возможности не уменьшать толщину песка средней крупности в зоне наибольших деформаций и уменьшить давление на мягкопластичный суглинок. На плитный фундамент в уровне его подошвы передаются следующие расчетные нагрузки (при расчете оснований по деформациям они равны нормативным): постоянная от собственного веса всех силосов G1 = 44200 кН ; временная от загрузки одного силоса P1 = 27000 кН, изгибающий момент от ветровой нагрузки Мв = 46000 кН·м. При расчете основания по деформациям без учета совместной работы основания, плитного фундамента и надфундаментного строения, предельные значения деформаций основания можно принять по табл. 18 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений равными: крена - 0,004, средней осадки - 40 см. Предварительные минимальные размеры фундамента в плане принимаем по габаритам надфундаментного строения равными 26 ? 26 м и проверяем по указаниям п. 2.2. Вычисляем среднее давление на грунт от нормативных нагрузок с учетом веса грунта обратной засыпки: Для определения расчетного давления на основание предварительно находим следующие величины по табл. 16, 17 и п. 3.52 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений: А = 2,46; В = 10,84; D = 11,73; m1 = 1,4; m2 = 1,4 и kн = 1,1. Расчетное давление на основание определяем по п. 3.50 той же главы СНиП: Следовательно, расчет основания можно вести с использованием теории линейно-деформируемой среды. Давление под краем фундамента при загружении двух силосов т.е. требование п. 3.60 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений удовлетворяется. Ширина рассчитываемого плитного фундамента b > 10 и модули деформации грунтов основания E > 10 МПа, поэтому в соответствии с п. 2.10 б для определения деформаций основания используем расчетную схему линейно-деформируемого слоя. Толщину линейно-деформируемого слоя Н определяем по указаниям пп. 2.6 и 2.7: Поскольку в пределах от Hп до Hг залегает глинистый грунт, величину Н определяем по формуле (3) Принимаем (в запас) H = 11 м. В соответствии с требованием п. 3.62 СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, проверяем давление на кровлю слоя мягкопластичного суглинка, расположенную на глубине z = 4 м от подошвы фундамента. При по табл. 2 находим ? = 0,2333. Давление на глубине z = 4 м под центром фундамента определяем по формуле (11) Расчетное давление Rz на кровлю мягкопластичного суглинка определяем по формуле (17) вышеуказанной главы СНиП для условного фундамента шириной bz, равной: Величины, необходимые для вычисления давления Rz, равны: А = 0,47; В = 2,89; D = 5,48; m1 = 1,1; m2 = 1; kн = 1,1. Для определения наибольшего Emax и наименьшего Emin модулей деформации основания, приведенных по вертикалям, проходящим через середины противоположных сторон фундамента, предварительно находим средние давления в слоях грунта, находящихся в пределах сжимаемой толщи Н. Поскольку по п. 2.18 эпюра вертикальных давлений имеет вид трапеции, вычисляем средние давления в пределах каждого из трех слоев грунта под серединами противоположных сторон фундамента, как давления в середине толщины слоя, по формуле (10) с введением при коэффициенте ? множителя, равного 2, по методу угловых точек: а) для левой стороны фундамента при z1 = 1,75 м в слое песка средней крупности: при z2 = 5,25 м в слое мягкопластичного суглинка при z3 = 9 м в слое моренного суглинка б) для правой стороны: при z4 = 2,25 м в слое песка средней крупности при z5 = 5 м в слое мягкопластичного суглинка при z6 = 8,25 м в слое моренного суглинка Используя найденные значения рz, вычисляем по формуле (14) настоящего Руководства приведенные модули деформации основания Emin под серединой левой стороны фундамента и Еmax под правой: Оцениваем степень изменчивости сжимаемости основания в плане в соответствии с указанием п. 2.23 т.е. основание нужно считать неоднородным по сжимаемости в плане. Определяем осредненный приведенный модуль деформации неоднородного основания по рекомендациям п. 2.24 и с учетом характера напластования грунтов принимаем равным: Повышение модуля деформации в соответствии с п. 2.37 за счет предварительного обжатия грунтов равномерной нагрузкой (от загрузки силосов) не учитываем из-за наличия в основании слоя мягкопластичного суглинка. Средний коэффициент бокового давления грунта определяем по формуле (9) Находим по формуле (16) осадки середин противоположных сторон фундамента с использованием результатов вычислений, выполненных при определении модулей деформации Emin и Emax: а) левой стороны фундамента б) правой стороны Вычисляем среднюю осадку основания В соответствии с п. 2.35 при определении крена плитного фундамента необходимо рассматривать силосный корпус в целом как сооружение с высокорасположенным центром тяжести и учитывать увеличение эксцентриситета вертикальной нагрузки из-за наклона сооружения. Для этого сначала вычисляем крен фундамента, считая его низким, от внецентренного действия нагрузки (заполнения двух силосов) и ветровой нагрузки по п. 2.33 (здесь попутно вычислено значение. которое потребуется в дальнейших вычислениях). Крен фундамента, вызванный неоднородностью основания, определяем по п. 2.34 как отношение разности осадок середин противоположных сторон квадратного фундамента к его стороне Суммарная нагрузка на основание Р при заполнении двух силосов равна: Суммарный крен силосного корпуса определяем по формуле (26): Таким образом, исходя из расчета деформаций основания размеры плитного фундамента могут быть приняты равными 26 ? 26 м. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ПЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА ПО УСЛОВИЮ МИНИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА БЕТОНА 3.1. Определение предварительных размеров плитного фундамента выполняют при подготовке исходной информации к совместному расчету основания, плитного фундамента и надфундаментного строения, а затем уточняют по результатам статического расчета, так как в большинстве программ статического расчета плитных фундаментов для сокращения времени счета не предусмотрено варьирование размеров фундамента. 3.2. Предварительные размеры плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений можно вычислить на ЭВМ по программе «РАПОРТ», характеристики которой приведены в прил. 1. 3.3. При определении предварительных размеров фундамента по условию минимума объема бетона, близкому для монолитного железобетона к минимуму стоимости варьируют толщину фундамента, а также размеры в плане и толщину местных монолитных утолщений под колоннами (банкеток) и стенами. Размеры фундамента в плане определяют по габаритам надфундаментного строения с добавлением консольных участков. Размеры (вылеты) этих участков находят при определении минимальных размеров фундамента в плане по рекомендациям разд. 2, а затем уточняют по условиям (27) и (42). 3.4. Размеры фундамента здания или сооружения, для которого установлены ограничения по разностям осадок соседних колонн или участков фундамента под несущими стенами, проверяют по этим ограничениям предварительно при подготовке информации к расчету плитного фундамента на сжимаемом основании и окончательно по результатам этого расчета. 3.5. Вычисление предварительных размеров фундамента выполняют методом последовательных приближений, принимая при этом минимальную и максимальную толщину фундамента по конструктивным соображениям, а местные утолщения фундамента в пределах от нулевой до максимальной величины, также определяемой по конструктивным соображениям. 3.6. При определении предварительных размеров плитного фундамента каркасного здания или сооружения толщину фундамента принимают не менее требуемой из расчета прочности на продавливание бетона (без учета поперечного армирования) базами колонн или подколонниками с последующим уточнением по результатам проверки прочности наклонных сечений фундамента без учета поперечного армирования на действие поперечных сил, величины которых получают при расчете плитного фундамента на сжимаемом основании. Участки фундамента в местах расположения стен жесткости также проверяют по условию прочности наклонных сечений на действие поперечной силы. 3.7. Толщину плитного фундамента здания или сооружения с несущими стенами принимают не менее требуемой из расчета прочности наклонных сечений без учета поперечного армирования на действие поперечных сил. Величины этих сил при предварительном расчете прямоугольных плитных фундаментов определяют, принимая основание однородным в плане с расчетной схемой в виде линейно-деформируемого слоя, параметры которого находят по указаниям разд. 2. 3.8. Условие прочности плитного фундамента на продавливание бетона базами колонн или подколонниками (банкетками) без учета поперечной арматуры принимают в соответствии с указаниями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций в виде зависимости где - безразмерная расчетная величина, определяемая по табл. 12 - 21 в зависимости от вычисляемых по формулам табл. 22 приведенных (в долях от L) расстояния ?kij нагрузки Рij от ближайшего края фундамента и величин ?, ? найденных по координатам точки ij (xij, yij) приложения нагрузки Рij и рассматриваемой точки n (хn, уn) фундамента в системе координат, начало которой Таблица 12 Осадки ? = 0 принято в левом верхнем углу фундамента ; ось х направлена вдоль длинной стороны вправо, ось у - вдоль короткой стороны вниз по плану фундамента ; Eпрср - осредненный приведенный модуль деформации основания, определяемый по указаниям разд. 2 ; mЕ - корректирующий коэффициент, вычисляемый по п. 3.11 ; ?ср - осредненный коэффициент бокового расширения грунта основания, определяемый по рекомендациям разд. 2 ; L - упругая характеристика плитного фундамента, вычисляемая по формуле находят в соответствии с указаниями п. 3.9 толщину фундамента, требующуюся по расчету его прочности на продавливание подколенниками при всех возможных схемах продавливания. При этом толщина фундамента должна быть кратной 50 мм и быть не менее 300 мм ; определяют объем фундамента, ограниченный осями крайних рядов колони, и суммируют его с объемом подколонников ; находят толщину фундамента и размеры подколенников, при которых получен минимальный объем бетона, приходящегося на фундамент и подколонники ; определяют длины консольных участков фундамента lR по выбранным толщине фундамента h, сторонам а и b' подколонников, используя формулы (36) и (38). Из найденных величин lk выбирают большую для соответствующего ряда колонн. Если по конструктивным или иным ограничениям нельзя принять необходимую длину консоли, а также при расчетной длине консоли, большей 3 м, предусматривают местное утолщение плиты вдоль соответствующего ряда колонн ; определяют осадки центров колонн по формуле (36); вычисляют относительные разности осадок соседних колонн и сравнивают с предельными величинами, рекомендуемыми нормами проектирования главы СНиП на основания зданий и сооружений. Если относительная разность осадок соседних колонн превышает заданную предельную величину, то увеличивают толщину фундамента и вновь отыскивают размеры подколонников, длины консолей и относительные разности осадок соседних колонн. 3.13. В случае учета поперечной арматуры при расчете прочности плитного фундамента на продавливание должны быть выполнены следующие требования главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций:

Руководство «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа»

Даны рекомендации по проектированию произвольной ортогональной, плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа (к.

Download: Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа. Прочее.

Создан 30 июн 2015

По материалам сайта: http://rapidkings.io.ua