1649

dfn d0 Mt , здесь Mt – безразмерный коэффициент, численно рав-

ный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в районе строительства, принимаемый в соответствии с требованиями [3]; d0 – величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,3.

3. Влиянием конструктивных особенностей здания.

В данном конкретном случае минимальная глубина заложения подошвы фундамента d1 будет определяться глубиной подвала db: d1 db 0,5, где db – глубина подвала, т.е. расстояние от уровня планировки до пола подвала; 0,5 – минимальная глубина заложения фундамента от уровня пола подвала, м.

Окончательно выбранная глубина заложения фундаментов принимается максимальной, как отвечающая всем вышеперечисленным факторам.

3.2. Расчет фундаментов по деформациям

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных и относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация здания и не снижается его долговечность.

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия S Su [1]. Здесь S – совместная деформация основания и сооружения; Su – предельное значение деформации здания и сооружения, определяемое по [1, прил. 4].

Данный расчет включает в себя:

определение конечной осадки фундамента;

проверку относительной разности осадок фундаментов. Расчет основания по деформациям можно производить только

где р – удельное давление под подошвой фундамента.

Из условия (7) определяется ширина ленточного фундамента.

3.2.1. Определение ширины подошвы ленточного фундамента

Размеры ширины подошвы фундамента b определяются из условия (7)

где N′ – нормативная погонная нагрузка по обрезу фундамента; А= b х х 1 – площадь фундамента шириной b и длиной 1,0 м; (Gф' Gгр' ) – собственный вес фундамента и грунта на его уступах.

Размеры подошвы фундаментов в плане можно рассчитать из условия р = R:

A

При этом расчетное сопротивление грунта основания определяют по формуле с учетом наличия подвала:

где b – ширина подошвы фундамента, которую для предварительных расчетов рекомендуется принять равной 1,0 м; d1 – глубина заложения фундамента, принимаемая для здания с подвалом в соответствии с требованиями [1, пп. 2.25...2.33]; db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (при ширине подвала В 20 м и глубине свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала В >

20 м db = 0).

Для предварительного определения ширины подошвы величину веса фундамента и грунта на уступах можно принять равной

Gф' Gгр' А d1 ср, (11)

при этом ср – осредненный вес бетона и грунта на уступах фундамента (прил. 3).

Преобразовав формулу (9), получим выражение для определения ширины фундамента:

По табл. П.3.1 подбирается железобетонная плита с фактической шириной bп, ближайшей к ширине b, с округлением в большую сторону. Таким образом, принятая фундаментная плита будет иметь фактическую ширину bп, большую или равную ширине b, полученной по

расчету. Далее выполняется проверка условия (7): р R. Расчетное сопротивление грунта R вычисляют с учетом полученной ширины подошвы b. Проверку условия (7) рекомендуется выполнить также и в программе «Foundation». Пример расчета приведен в разделе 5 методических указаний.

После определения габаритов фундамента рассчитывают коэффициент использования прочности грунтового основания k (%), рав-

ный k = p 100/R.

Перегрузка грунтового основания не должна превышать 5%, а запас рекомендуется не более 10…15%. Если значение коэффициента находится в данных пределах, то ширина фундамента подобрана рационально.

Подбор ширины фундамента осуществляют последовательно для всех несущих стен.

Для случаев, когда коэффициент запаса не укладывается в указанные величины, можно уменьшить расход бетона, проектируя прерывистый ленточный фундамент. Более подробно вопрос проектирования ленточных прерывистых фундаментов рассмотрен в прил. 4. Пример расчета прерывистого фундамента приведен в методических указаниях [10].

3.2.2. Проверка давлений на кровле слабого подстилающего слоя

В случае наличия слабого слоя в пределах сжимаемой толщи грунта следует производить проверку прочности на кровле слабого слоя.

Проверка давлений на кровле слабого подстилающего слоя выполняется из условия

где σzp – дополнительные вертикальные напряжения в грунте на кровле слабого слоя от нагрузки на фундамент; σzg – вертикальные напряжения в грунте на кровле слабого слоя от собственного веса грунта (рис. 3); Rz – расчетное сопротивление на кровле слабого подстилающего слоя.

Дополнительные вертикальные напряжения σzp рассчитываются по формуле

где α – коэффициент, принимаемый для ленточных фундаментов в соответствии с [1, прил. 2]; р0 – дополнительное вертикальное давление на основание,

где р – давление непосредственно под подошвой фундамента; σzg0 – напряжения на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта.

Расчетное сопротивление на кровле слабого слоя Rz определяется по формуле (10) с учетом ширины условного фундамента, равной bz = = N / σzp.

Рис. 3. Схема к проверке давлений на кровле слабого подстилающего слоя

В случае если проверка прочности на кровле слабого слоя не выполняется, следует увеличить ширину фундамента и обеспечить соблюдение условия прочности на кровле слабого слоя грунта. Для снижения трудоемкости при повторных расчётах можно воспользоваться ЭВМ. Пример проверки давлений на кровле слабого слоя приведен в разделе 5 методических указаний.

3.2.3. Расчет конечной осадки ленточного фундамента

После проверки условия прочности грунтового основания необходимо определить конечную осадку фундаментов. Расчет осадки выполняют методом послойного суммирования по формуле [1]

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8; zp,i – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (рис. 4); hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

На рис. 4 ВС – нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; р – среднее давление под подошвой фундамента; р0 – дополнительное давление на основание; zg и zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; zp и zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи.

Толщина слоев назначается из условия hi 0,2 b. При этом разбивку следует производить в пределах границы рассчитываемого слоя, т.е. слоя грунта с одинаковым модулем деформации.

Определение дополнительных вертикальных напряжений zp,i приведено в подразделе 3.2.3. Послойное суммирование производится до отметки ВС. Принято считать, что уровень ВС находится на такой глубине z, на которой дополнительные давления на грунт от веса здания zр не превышают 20% давления от собственного веса грунта zg:

zр = 0,2 zg.

Напряжение от собственного веса грунта на данной глубине определяется следующим образом:

Если ВС находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже уровня ВС, следует определять нижнюю границу сжимаемой толщи исходя из условия zр = 0,1 zg. После расчета конечной осадки проверяется условие S Su (см. подраздел 3.2). Расчет осадки необходимо выполнить для всех характерных сечений фундаментов. Под характерными типами сечений понимают фундаменты с одинаковыми характеристиками (шириной и глубиной заложения) и равными нагрузками.

Если осадка фундамента превышает нормируемое значение, наиболее целесообразно увеличить глубину заложения фундаментов. В этом случае допускается дальнейшие расчеты производить в программе «Foundation». Пример расчета осадки фундамента по «Foundation» показан в разделе 5.

3.2.4. Проверка относительной разности осадок

Относительная разность осадок между фундаментами считается допустимой, если выполняется условие

( S / L) ( S / L)u , (18)

где S – разность осадок между фундаментами; L – расстояние между осями рассматриваемых фундаментов.

Предельная относительная разность осадок ( S / L)u определяется в соответствии с требованиями [1, прил. 4].

Относительную разность осадок следует проверить для продольных внутренней и наружной стен; продольных внутренних стен (трехпролетное здание); торцевых и поперечных стен.

3.3. Расчет фундаментов по I группе предельных состояний

Целью расчета фундамента по I группе предельных состояний является обеспечение условия прочности фундаментной плиты. Под действием расчётных нагрузок под подошвой фундаментов возникает отпор грунта. Отпор грунта приводит к образованию изгибающих моментов в сечениях фундаментной плиты. Таким образом, расчет сводится к подбору (или проверке) армирования железобетонной фундаментной плиты на восприятие расчётных изгибающих моментов.

В рамках курсовой работы при использовании типовых сборных фундаментных плит производится подбор плит с соответствующим армированием в зависимости от давления на грунт под подошвой фундамента. Подробнее пример подбора необходимой фундаментной плиты изложен в разделе 5. Некоторые параметры фундаментных плит приведены в табл. П.3.1 и П.3.2 методических указаний.

3.4. Конструктивные указания

Подвальные стены жилых и общественных зданий могут выполняться в различных вариантах: из монолитного железобетона, кирпича, блоков. В рамках курсовой работы принята конструктивная схема подвальных стен с применением фундаментных стеновых блоков (ФБС). Тип блоков определяется в зависимости от толщины стен и размеров плит ФЛ. Для более равномерной передачи нагрузки блоки монтируются с перевязкой швов. В зависимости от глубины подвала проектируется несколько ярусов блоков. Швы и зазоры между блоками заполняют цементно-песчаным раствором (ЦПР).

Фундаментные плиты должны укладываться на заранее подготовленное основание. Подготовка основания заключается в следующем: выравнивается дно котлована под проектную отметку, устраивается слой подготовки из песчано-гравийной смеси или из тощего бетона. В отдельных случаях возможна более сложная конструкция подготовки основания.

Раскладку фундаментных плит следует выполнять с учетом максимального использования их площади. Для оптимального размещения допускается небольшой выход крайних плит за грани торцевых стен. Раскладку фундаментных плит необходимо начинать с наиболее загруженных продольных стен.

При проектировании фундаментов необходимо разработать мероприятия по защите от подземных вод. Как правило, вертикальная гидроизоляция стен подвалов выполняется обмазкой горячим битумом за 2 раза. Горизонтальная (противокапиллярная) гидроизоляция устраивается в уровне опирания кирпичной кладки стен на блоки ФБС и выполняется в виде двух слоев цементного раствора, между которыми укладывается 2 слоя рубероида на битумной мастике.

4. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

4.1. Пояснительная записка

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части. При оформлении пояснительной записки рекомендуется придерживаться последовательности, приведенной в настоящих методических указаниях.

Впояснительной записке необходимо наличие следующих чер-

тежей:

- инженерно-геологический разрез с указанием мощностей слоев грунта, уровня подземных вод, прочностных и деформативных характеристик (подраздел 1.1); - схема к определению расчетного сопротивления грунта с приве-

дением основных параметров фундаментов, положения уровня подземных вод и т.д. (подраздел 2.2.1); - схема для проверки прочности слабого подстилающего слоя, ес-

ли данный расчет выполнялся (подраздел 2.2.3); - расчетная схема для определения конечной осадки фундамента

иэпюры напряжений в грунте (подраздел 2.2.4).

Впроцессе выполнения работы студент может привести ряд дополнительных чертежей по своему усмотрению, так как они помогают осмыслить сущность расчета. При работе над отдельными разделами работы целесообразно сводить полученные результаты расчетов

втаблицы.

Поощряется проверка основных результатов расчетов при помощи стандартных программ на ЭВМ. При этом данные, полученные при автоматизированном расчете, можно внести в приложения к курсовой работе.

стяжка из ЦПР (δ = 100 мм), по которой уложен слой линолеума (δ = 5 мм). Назначение помещений – жилые.

7.Нормативная нагрузка от конструкций покрытия qнпок = 2,5

кН/м2.

8.Район строительства – Рубцовск.

Расчет:

1. Вес стен.

Высота стен определяется по формуле Hст = hэт · n, где hэт = 3,6 м

– высота этажа с учетом толщины перекрытия и пола; n = 2 – количество этажей; Hст= 3,6 · 2 = 7,2 м. Объемный вес кладки γ = 18 кН / м3.

Нормативная погонная нагрузка на фундамент от веса наружной продольной стены составит

Nннар = Hст · δнар · γ = 7,2 · 0,64 · 18 = 82,94 кН / мп ≈ 83 кН / мп.

Нормативная погонная нагрузка на фундамент от веса внутренней

продольной стены:

Nнвн = Hст · δвн · γ = 7,2 · 0,51 · 18 = 66 кН / мп.

2. Нагрузка от веса перекрытий.

Нагрузки от перекрытий передаются на фундамент через наружные и внутренние продольные стены. Расстояние в свету между стенами составит 7,9 – 0,12 – 0,51 / 2 = 7,53 м. Для наружной стены грузовая площадь равна 7,53 / 2 = 3,77 м2. Для внутренней стены грузовая площадь 3,77 + 3,77 = 7,54 м2 (рис. 5).

Нагрузки, действующие на перекрытие, можно свести в табл. 1.

Нормативная нагрузка на фундамент рассчитывается как произведение грузовой площади на величину распределенной нагрузки на 1м2 перекрытия с учетом количества перекрытий. Соответственно для наружной стены Nнпр,нар = 3,77 7,285 2 = 54,93 кН/мп ≈ 55 кН/мп, для внутренней стены Nнпр,вн = 7,54 7,285 2 = 110 кН/мп.