Вопросы для самоконтроля

Какие принципы строительства вы знаете?

Чем отличается использование мнеголетнемерзлых грунтов при строительстве по Принципу I и по Принципу II.

Какие мероприятия вы можете рекомендовать для эфективной эксплуатаци зданий, построенных по различным принципам?

Какие основные принципы проектирования строительства на пучинистых грунтах?

Рекомендуемая литература

1. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 46 с.

2. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 48 с.

3. СНиП 2.02.04. – 88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 56 с.

4. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. – М.: ГУП ЦПП Госстроя России. – 2000. – 60 с.

Глава 8. Расчет осадок оттаивающих оснований при эксплуатации зданий (принцип II)

8.1. Расчет чаши протаивания многолетнемерзлых грунтов оснований сооружений.

Расчета основания здания, используемого Принципу II, выполняется при известном значении глубины многолетнее

мерзлых грунтов под серединой здания ( , м) для участка многолетнемерзлых грунтов сли­вающегося типа, когда слой сезонного промерзания смыкается с верхней поверхностью мерзлоты (рис. 8.1).

^{Рис. 8.1. Схема расчета чаши оттаивания под центром здания. Пояснения в тексте}

Под серединой здания вычисляется по формулеГ.В. Порхаева [30, 39]:

(8.1)

Под краем здания (8,2)

где — безразмерный коэффициент, принимаемый по табл. 8.1 в зависимости от соотношения длины L к ширине B здания, м; — безразмерная глубина оттаива­ния под серединой здания, определяемая по номограмме (рис. 8.2); значения безразмерной температуры и времени оттаивания вычисляются по формулам 8.3 и 8.4.

Таблица 8.1

Значения k_nдля зданий прямоугольных в плане

	= 1 при					=2 при						>2
	0,0	0,4	0,8	1,2	2,0		0,0	0,4	0,8	1,2	2,0
0,1	1,0	0,93	0,87	0,83	0,8		1,0	1,0	0,99	0,97	0,96		1,0
0,25	0,95	0,85	0,78	0,74	0,7		1,0	0,97	0,92	0,89	0,96		1,0
0,50	0,94	0,78	0,68	0,66	0,7		0,99	0,95	0,88	0,86	0,88		1,0
1,0	0,92	0,70	0,63	0,66	0,7		0,97	0,90	0,84	0,86	0,88		1,0
1,5	0,90	0,64	0,63	0,66	0,7		0,96	0,87	0,84	0,86	0,88		1,0
2,5	0,89	0,58	0,63	0,66	0,69		0,95	0,84	0,82	0,85	0,87		1,0
3,5	0,88	0,57	0,63	0,66	0,68		0,94	0,83	0,82	0,85	0,87		1,0

и ks– коэффициенты, определяемые по графикам рис. 5.2, а в зависимости от значений параметров , и ;

и kк – коэффициенты, определяемые по графикам рис. 5.2, б в зависимости от значений параметров , b и ;

(8,3) (8,4) (8,5)

где , – теплопроводность грунта в мерзлом и талом состоя­нии, Вт/(м∙°С); - сопротивление теплопередаче пола первого этажа или подвала сооружения, м²°С/Вт, м²°С^.ч/ккал определяемое в соответствии со СНиП II–3–79*; – расчетная (прогнозная) среднегодовая тем­пература многолетнемерзлого фунта на застраиваемой территории вне контура здания, °С. – температура начала замерзания грунта, °С; – расчетная температура воздуха внутри сооружения, °С; t – время эксплуатации, с; – теплота таяния мерзлого грунта, определяетcя по формуле: Вт^.ч/м³

Рис. 8.2. Графики для определения коэффициентов а) и ks б) и k_к

Если вычисленные по формуле 5.2 значения Нк получаются меньше нормативной глубины сезонного оттаивания грунта dth,n, то следует принимать Нк = 1,5 . Максимально возможная глубина оттаивания грунта H_max, м, (считая от поверхности грунта под сооружением), соответствующая установившемуся предельному положению границы зоны оттаивания, определяется по формулам:

под серединой здания (8,6)

под краем здания (8,7)

где – коэффициенты, определяемый по табл. 8.2, и – коэффициенты, определяемые по рис. 8.3, а, б.

Рис. 8.3. Номограммы для определения а) , б)

Лабораторная работа. Вариант № 1. Расчет глубины оттаивания под центром здания

Цель работы. Освоить методику определения глубины оттаивания грунтов основания под зданием.

Таблица 8.2.

Определние значений коэффициента при с учетом величины

Форрма сооружения	L/B	Значения коэффициента при , равном
		0,2	0,4	0,8	1,2	2,0
Прямоугольная	3 4 5 ³10	0,72 0,79 0,84 1,00	0,83 0,89 0,92 1,00	0,90 0,94 0,96 1,00	0,90 0,94 0,96 1,00	0,94 0,96 0,98 1,00

Задание. Определить глубину оттаивания под серединой здания, расположенного на участке с многолетнемерзлыми грунтами сливающегося типа. Период эксплуатации 15 лет.

Исходные данные: 1. Длина здания L= 20 м , ширина здания В = 10 м. 2. Расчетная температура воздуха в помещении первого этажа, T_in, 17,8^oС. 3. Сопротивление теплопередаче пола первого этажа или подвала сооружения, R_o =1,2 м²×° С/Вт. 4. Геологический разрез основания однослойный, представленный супесью с коэффициентами теплопроводности в мерзлом состоянии = 1,80, в талом - = 1,57, Вт/(м·^оС)., 5. Температура грунта вне контура здания T₀ = -4,0.С; 6. Теплота таяния грунта Lv=28993, Вт∙ч/м³.

Вариант № 2. Задание: Определить глубину оттаивания грунтов под серединой и краем здания через 10 лет эксплуатации, а также максимально возможную глубину оттаивания грунта.

Исходные данные:

1. Здание длиной 22 м и шириной 15м. 2. Расчетная температура воздуха в помещении первого этажа, T_in, 20^oС. 3. Сопротивление теплопередаче пола первого этажа или подвала сооружения, R_o =1,5 м²×° С/Вт. 4. Геологический однослойный, сложенный суглинком с плотностью сухого грунта 1,5 т/м³, суммарной влажностью W_tot = 0,35 д.ед.

Ход работы: 1. Установить теплофизические характеристики грунта. 2 . Определяются значения параметров , и по формулам 8.3, 8.4, 8.5. 3. Определяются коэффициенты и по графикам в зависимости от значений параметров , и (рис. 8.2, а). 4. Определяются коэффициенты и о графикам (рис. 8.2, б) в зависимости от значений параметров , и . 4. Предварительно определив k_nпо табл. 8.1 в зависимости от отношения L/B (соответственно длина и ширина сооружения, м) и значений параметров и ; рассчитать глубины оттаивания грунтов в основании не заглубленного сооружения под серединой здания Нс, м по формуле 8.1 и под краем сооружения Нк, м по формуле 8.2. 5. Предварительно определив k_sпо табл. 8.2 и коэффициенты и по графикам (рис. 8.3, а; 8.3, б) рассчитать максимальные глубины оттаивания грунта под серединой здания H_c,max, м, по формуле 8.6 и под краем сооруженияHк,max , м, по формуле 8.7.