1.2. Исходные данные

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

а) грунтовые условия строительной площадки, представленные литологическими колонками или разрезами с данными физико-механических свойств грунтов по отдельным слоям;

б) схематический план и разрез здания или сооружения со всеми необходимыми для выполнения проекта разрезами.

2. Подготовка необходимых данных для расчета и проектирования фундаментов

Разработке вариантов фундаментов здания или сооружения предшествует анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, целью которого является выбор несущего слоя естественного основания или типа искусственного основания; а также выбор требуемой глубины заложения фундаментов (минимально допустимую и оптимальную) и определение возможных сочетаний нагрузок на фундамент.

2.1. Определение требуемых нормативных и расчетных характеристик грунтов

Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений физико-механических характеристик грунтов.

Правила вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов изложены в приложении I СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений".

Для предварительных расчетов, а также для расчетов оснований зданий и сооружений П-1У классов и опор воздушных линий электропередач допускается принимать нормативное значение характеристик механических свойств песчаных и глинистых грунтов по таблице приложения 2 СНиП 2.02.01-83, причем соответствующие расчетные значения принимаются в этом случае при коэффициенте безопасности по грунту К_г = 1.

2.2. Сбор нагрузок на фундамент

Нагрузки, действующие на фундаменты и передаваемые на основание, разделяют на нормативные и расчетные.

Нормативными называются наибольшие нагрузки или воздействия, обусловленные нормативными эксплуатационными условиями сооружения.

Расчетными называются нагрузки, определяемые как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки.

Коэффициенты перегрузки даны в ДБН В.1.2.2.-2006 « Нагрузки и воздействия» и приведены в таблице 2.1. Они установлены в зависимости от назначения зданий и сооружений и характеризуют возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок и случайных отступлений от условий нормальной эксплуатации.

Табл. 2.1.

Конструкции сооружений и вид грунтов	Коэффициент перегрузки, n
1. Бетонные (с объемным весом более 18 кН/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, металли­ческие и деревянные.	1,1
2. Бетонные (с объемным весом 18 кН/м3 и менее), а также изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, скорлупы, материалы в рулонах, засыпки и т.п.) выполняемые: - в заводских условиях: - на строительной площадке:	1,2 1,3
3. Грунты в природном залегании.	1,1
4. Насыпные грунты.	1,2

Примечания к таблице 2.1.:

1. При расчете конструкций на устойчивость сооружения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение постоянной нагрузки может ухудшить условия работы конструкций, следует провести дополнительный расчет, принимая для всей рассматриваемой конструкции или ее части (например, неразрезные балки, рамы, призмы обрушения), коэффициент, равный 0,9.

2. Коэффициенты перегрузки, значения которых приведены в пп. 3 и 4 табл. 2.1, относятся к удельному весу грунтов. Возможное изменение удельного веса грунта, связанное с существенным изменением его влажности, должно учитываться дополнительно.

3. Коэффициент перегрузки для крановых нагрузок должен приниматься равным 1,2.

Расчет оснований и фундаментов следует производить с учетом возможных неблагоприятных для отдельных элементов или сооружений в целом сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать при строительстве или эксплуатации; при этом необходимо рассматривать:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок;

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, временных длительных, отдельных кратковременных и одной да особых нагрузок (например, сейсмические и взрывные воздействия, нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, воздействия, вызванные просадочными деформациями грунтов, влиянием горных выработок и т.п.).

Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок.

Расчет основания по несущей способности выполняется на основное сочетание нагрузок и при наличии особых нагрузок и воздействий на основное и особое сочетания.

Во всех расчетах оснований кратковременные нагрузки должны вводиться с коэффициентами сочетаний п_с., а временные нагрузки на перекрытия многоэтажных зданий с понижающими коэффициентами, учитывающими вероятность одновременного загружения перекрытий.

В здании на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений даются поэтажно или поблочно нормативные постоянные и временные длительные нагрузки, а для промышленных зданий, кроме того, отдельно крановые нагрузки. В здании предполагаются краны среднего режима работы. При учете одного крана вертикальные и горизонтальные нагрузки - от него следует принимать без снижения; при учете двух кранов нагрузки. От них необходимо умножать на коэффициент п_с= 0,85.

Для определения расчетных постоянных нагрузок коэффициенты перегрузки п для нагрузок от веса строительных конструкций и грунтов согласно ДБН В.1.2.2.-2006 принимаются по табл. 2.1.

Необходимо самостоятельно учесть в качестве возможных кратковременных нагрузок лишь снеговые и ветровые.

Нормативная снеговая нагрузка на 1 м² площадки горизонтальной проекции покрытия должна определяться по формуле:

, 2.1.

где Р_о - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли принимаемый по ДБН В.1.2.2.-2006; С - коэффициент перехода от веса снегового покрова к снеговой нагрузке на покрытие, который в курсовом проекте разрешается принимать равный 1.

Для районов Украины значения р₀, принимаются равным 0,50-0,70 кН/см².

Нормативная ветровая нагрузка, принимаемая, нормальной к поверхности сооружения, определяется по формуле:

(2.2.)

,

где - скоростной напор на высоте 10 м;

- коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте;

С - аэродинамический коэффициент.

Для районов Украины значения , следует принимать в интервале 0,35-0,45 кН/м². Величины при расположении проектируемого здания или сооружения в черте города или на местности, равномерно покрытой препятствиями высотой более 10 м (например, лесные массивы на окраине города и пр.), принимаются равным для высоты: 10м-0,65; 20м-0,9; 40м -1,2; 60м -1,45; 100м -1,8; 200м -2,45; 350 м выше - 3.1. При выполнении курсового проекта значения аэродинамического коэффициента принимаются на вертикальные поверхности зданий как коэффициент давления, ориентировочно равный 0,8, а для сооружений с высоким расположением центра тяжести (типа дымовых труб, водонапорных башен и пр.) как коэффициент лобового сопротивления, ориентировочно равный 1,5 — для квадратных, 1,2 - многоугольных и 1,0 - круглых в плане сооружений.

При расчете оснований и фундаментов на основные сочетания, включа­ющие одну кратковременную нагрузку, величина последней должна учитываться без снижения, а при одновременном учете снеговой и ветровой нагрузок расчетные величины этих нагрузок должны умножаться на коэффициент п_с= 0,9.

При расчете оснований и фундаментов на особые сочетания расчетные величины кратковременных нагрузок должны умножаться на коэффициент п_с= 0,8.

По подошве фундамента, помимо внешних нагрузок, передается вес самого фундамента, вес грунта, расположенного на уступах фундамента, а также горизонтальная сила от давления земли на стены подвалов.

При первом этапе проектирования, когда размеры фундамента окончательно еще не определены, вес фундамента и грунта на его уступах определяются приближенно, исходя из ориентировочно принятых размеров. При этом для ленточного фундамента допускается определять вес призмы, площадь основания которой равна площади подошвы, а высота - глубине заложения фундамента, причем усредненный удельный вес материала этой условной призмы принимается равным 20 кН/м³.

После окончательного определения размеров фундамента уточняется нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах, и с учетом коэффициентов перегрузки (табл.2.1.), устанавливаются расчет­ные нагрузки, которые добавляются к соответствующим расчетным нагрузкам, собранным в уровне верхнего обреза фундамента. При этом для расчетов сооружения на устойчивость против опрокидывания, скольжения (сдвига) по подошве фундамента или всплытия, коэффициент перегрузки принимаются равным 0,9.

В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов на отмостках и полах, устраиваемых непосредственно на грунте. Эти нагрузки принимаются по всей фактической площади загружения.