Расчет фундаментной плиты на прочность и продавливание

Расчет фундаментной плиты на продавливание

Произведем проверочный расчет фундаментной плиты на продавливание с учетом усилий, возникающих расчетной схеме в наиболее нагруженной колонне подвального этажа. Помимо продольной силы N в колонных подвального этажа получены изгибающие усилия My и Mz. В этом случае условие прочности при расчете на продавливание будет иметь вид:

где F=N=3630 кН – сосредоточенная продавливающая сила;

Mx=Mz/2=5,62/2=2,81 кНм – изгибающий момент в направлении оси OX при расчете на продавливание;

My=My/2=1,6/2=0,8 кНм – изгибающий момент в направлении оси OY при расчете на продавливание;

u – периметр расчетного контура продавливания;

Wb , x – момент сопротивления в направлении момента Mx;w

Wb , y – момент сопротивления в направлении момента My.

где a, b – размеры поперечного сечения колонны. a=b=hcol=400 мм.

условие выполняется, следовательно, момент не корректируем.

условие прочности НЕ выполнено. Необходима установка поперечного армирования.

По конструктивным требованиям принимаем шаг поперечных стержней Sw=100 мм < h /3=640/3=213,3 мм. Первый ряд стержней располагаем на расстоянии 300 мм (300 мм > h /3=213,3 мм; 300 мм < h /2=640/2=320 мм). В этом случае в проекцию наклонной трещины (в зоне h от колонны) попадают 4 стержня (рисунок 4.16). Принимаем арматурные стержни ø8A240 (Rsw=170 Мпа; Asw =50,3∙4=201,1 см 2 ).

условие прочности выполняется, следовательно, несущая способность обеспечена.

Рисунок 4.16 – Схема расстановки поперечного армирования фундаментной плиты

Зону расстановки поперечного армирования принимаем от грани колонны не менее, чем на 1,5h =1,5∙640=960 мм.

Коэффициент запаса при расчете фундаментной плиты на продавливание составляет:

Окончательно принимаем толщину фундаментной плиты h=700 мм.

РАСЧЕТ ДЛИН НАХЛЕСТА И АНКЕРОВКИ

Максимальная длина арматурных стержней, выпускаемых для массового строительства, составляет 11,7 м. Так как габариты фундаментной плиты превышают это значение, то необходима стыковка стержней фонового армирования. Стыковку стержней будем производить внахлестку. Длинна нахлестки принимается не менее значения ll, определяемого по формуле:

где l – базовая длина анкеровки;

As , cal – площадь поперечного арматуры, требуемая по расчету;

As , ef – площадь поперечного фактически установленного армирования;

α – коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния арматуры, конструктивного решения элемента в зоне соединения стержней, количества стыкуемой арматуры в одном сечении по отношению к общему количеству арматуры в этом сечении, расстояния между стыкуемыми стержнями. При соединении арматуры периодического профиля с прямыми концами, а также гладких стержней с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств коэффициент α для растянутой арматуры принимают равным 1,2, а для сжатой арматуры – 0,9. При этом должны быть соблюдены следующие условия:

· относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры периодического профиля должно быть не более 50 %, гладкой арматуры (с крюками или петлями) – не более 25 %;

· усилие, воспринимаемое всей поперечной арматурой, поставленной в пределах стыка, должно быть не менее половины усилия, воспринимаемого стыкуемой в одном расчетном сечении элемента растянутой рабочей арматурой;

· расстояние между стыкуемыми рабочими стержнями арматуры не должно превышать 4ds;

· расстояние между соседними стыками внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее 2ds и не менее 30 мм.

В любом случае фактическая длина перепуска должна быть не менее 0,4α⋅l0,an, не менее 20ds и не менее 250 мм.

В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного количества стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок элемента вдоль стыкуемой арматуры длиной 1,3ll. Считается, что стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах длины этого участка.

Базовая длина анкеровки l вычисляется по формуле:

где As – площадь поперечного сечения одного стержня, определяемая по номинальному диаметру;

us – периметр сечения одного стержня, определяемый по номинальному диаметру;

Rbond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном.

где η1 – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый для ненапрягаемой горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры класса А равным 2,5;

η2 – коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

для ненапрягаемой арматуры:

η2 = 1,0 – при диаметре арматуры ds ≤ 32 мм;

η2 = 0,9 – при диаметре арматуры 36 и 40 мм;

Чтобы обеспечить включение в работу дополнительного армирования необходимо укладывать арматурные стержни таким образом, чтобы они перекрывали зону, в которой возникают пиковые значения изгибающих моментов и заходили за ее границы не менее, чем на длину анкеровки. Требуемая расчетная длина анкеровки вычисляется по формуле:

где l , As , cal, As , ef – то же что и в формуле для длины нахлестки;

α – коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки. Для ненапрягаемой арматуры при анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают α = 1,0, а для сжатых – α = 0,75.

Так как все подобранные арматурные стержни имеют диаметр менее 36 мм, то для принятого класса арматуры А500С в бетоне класса B25:

Вычислим базовую длину анкеровки для принятых диаметров арматуры:

В запас несущей способности принимаем . Тогда необходимые по расчету длина анкеровки, длина нахлестки и разбежка стыкуемых стержней представлены в таблице 5.1.

Арматурный стержень

Базовая длина анкеровки,

Арматурные стержни для массового строительства поставляются длиной 11,7 м. Ввиду этого для удобства укладки и минимизации числа арматурных обрезков длина стержней дополнительного армирования принимается делением исходного стержня на равные части (1/2; 1/3; 1/4; 1/5; 1/6). С учетом полученной в проектно-вычислительном комплексе и требуемой длиной анкеровки длина стержней дополнительного армирования под колоннами необходима не менее 3760 мм в направлении оси OX (рисунок 5.1) и не менее 3260 мм в направлении оси OY (рисунок 5.2). Подбираем длину стержней дополнительного армирования 11700/3=3900 мм (3900 > 3760; 3900 > 3260).

Читайте также:
Светильник в баню своими руками

Рисунок 5.1 – Подбор длины дополнительного нижнего армирования под колонной в направлении оси OX

Рисунок 5.2 – Подбор длины дополнительного нижнего армирования под колонной в направлении оси OY

В других зонах, требующих установки дополнительного армирования, длину арматурных стержней подбираем аналогичным образом.

Дата добавления: 2019-07-17 ; просмотров: 488 ; Мы поможем в написании вашей работы!

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.007)

Расчет фундаментной плиты на продавливание у свободного края.

Можно ли устанавливать колонны на фундаментную плиту заподлицо (см. Рис)? Может я не внимателен но в литературе никаких запретов по этому поводу не нашел. Однако все расчеты на продавливание учитывают, что расчетный контур не выходит за пределы плиты. Т.е. x0>=h0/2. h0 – рабочая высота сечения плиты.

Почему бы и нет. Только нужно сделать расчет на продавливание. А вообще эти выступы плиты выполняют разгружающую роль. Если их не делать – будут бОльшие усилия в пролетной части плиты.

Можно, если пройдет по расчетам, а у монтажников прямые руки. Ваш расчетный контур тоже не выйдет за пределы плиты, он там просто оборвется, как и показано на вашем рисунке.

Из за чего возник вопрос. В пособие к СП 52-101-2003 на странице 132 есть такая фраза: “При расположении площадки опирания вблизи свободного края плиты помимо указанного расчета (если при этом контур поперечного сечения не выходит за свободный край плиты) необходимо проверить прочность незамкнутого расчетного поперечного сечения на действия внецентренного приложенной сосредоточенной силы относительно центра тяжести контура расчетного сечения из условия”. Собственно непонятна фраза в скобках. А если выходит то что делать не написано.

Так как если контур не выходит за пределы плиты, то он замкнутый.
Посмотрите рисунок 3.46 в, там показаны как замкнутый, так и незамкнутый контуры. Но это не ваш случай
Посмотрите http://dwg.ru/dnl/2010, там подробнее разобраны различные ситуации.

да можно, только не забудьте по нормам учесть догружающее действие сосредоточенный силы в моменте за счет эксцентриситета относительно ц.т. расчетного сечения.

Выкладываю файл расчета. Проверьте кто может. Усилия взял из РСУ Лиры. Однако есть вопрос какое сочетание наиболее плохое? Я взял все значения в среднем диапазоне, есть еще ситуации когда выше продольная сила, либо когда выше момент относительно одной из осей. Потом в результате данного расчета получилось что момент от продольной силы с эксцентриситетом не то что компенсирует момент, а добавляет его в противоположном направлении. Такое вообще возможно?

Вложения

Продавливание.zip (4.3 Кб, 445 просмотров)

именно так, для фундаментов момент от эксцентриситета складывается с внешним узловым моментом, и его влияние весьма существенно.

смотрите расчет во вложении

в вашем файле в самой формуле excel для Jy ошибка, значение Х0 почему такое, если колонна по краю плиты ? и прочее.

направление момента принял внутрь плиты. смотрите картинку в расчете

Вложения

Лютов_Л.pdf (172.7 Кб, 540 просмотров)

именно так, для фундаментов момент от эксцентриситета складывается с внешним узловым моментом, и его влияние весьма существенно.

Неокрепшие умы могут понять эту фразу буквально, всегда складывая значения по модулю. А ситуации, как Вы сами знаете, могут быть различными, момент от эксцентриситета может быть как догружающим, так и разгружающим вплоть до нулевого значения (ну или с поворотом значения момента).

Уважаемый An2, обьясните как человек, знакомый не понаслышке с продавливанием. Для чего в п. 6.2.51 СП 52-101-2003 была написана фраза “При расчете принимают наименьшие значения моментов сопротивления Wbx и Wby.”? Благодаря данной фразе представители инженерных специальностей, например GIP, вовсю орудуют формулой N/A+M/Wmin, причем знак “+” и минимальное значение момента сопротивления стоят всегда, когда далеко не каждый раз минимальное значение момента сопротивления соответствует догружающему действию момента крайнего волокна сечения (действует формула N/A-M/Wmin). Типичным примером может служить расчет, выложенный GIP, где для волокна, удаленного от края, согласно исходным данным работает формула N/a-M/Wmin (а не N/A+M/Wmin как написано в отчете), а для крайнего N/A+M/Wmax.
Обладаете ли Вы какими-либо данными на этот счет?

смотрите расчет во вложении

в вашем файле в самой формуле excel для Jy ошибка, значение Х0 почему такое, если колонна по краю плиты ? и прочее.

Пример 2. Расчет фундаментной плиты на продавливание.

На фундаментную плиту на естественном основании опирается колонна, передающая нагрузку от здания. Требуется выполнить расчет фундаментной плиты на продавливание согласно п. 3.96 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84.

Толщина плиты 500 мм, расстояние от грани бетона до оси рабочей арматуры 45 мм, класс бетона В20 (Rbt = 8,16 кг/см² при коэффициенте условий работы 0,9), вертикальное усилие в основании колонны N = 360 т, сечение колонны 400х400 мм, расчетное сопротивление грунта основания R = 34 т/м².

Читайте также:
Посудомоечная машина beko: обзор встроенных посудомоек

Продавливание в фундаментной плите

Определим h₀ = 500 – 45 = 455 мм.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,455 = 1,31 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,31∙1,31 = 1,72 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙1,72 = 58 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 58 = 302 т.

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,31 = 5,24 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 5,24)/2 = 3,42 м.

Формула расчета на продавливание без поперечной арматуры

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙3,42∙0,455 = 126 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

F = 302 т > 126 т – условие не выполняется, фундаментная плита не проходит на продавливание.

Проверим, поможет ли нам установка поперечной арматуры в зоне продавливания. Зададимся поперечной арматурой диаметром 10 мм с шагом 150х150 мм и определим количество стержней, попадающих в зону продавливания (т.е. пересекающих грани пирамиды продавливания).

Арматура на продавливание в фундаментной плите

У нас получилось 72 стержня, суммарной площадью Аsw = 72∙0,785 = 56,52 см².

Поперечная арматура на продавливание должна быть либо в виде замкнутых вязаных хомутов, либо в виде каркасов, сваренных контактной сваркой (ручная дуговая не допускается).

Теперь мы можем проверить условие (201), учитывающее поперечную арматуру при продавливании.

Формула расчета на продавливание с поперечной арматурой

Найдем Fsw (здесь 175 МПа = 1750 кг/см² – предельное напряжение в поперечных стержнях):

Fsw = 1750∙56,52 = 98910 кг = 98,91 т.

При этом должно удовлетворяться условие Fsw = 98.91 т > 0.5Fb = 0.5∙126 = 63 т (условие выполняется).

Найдем правую часть условия (201):

126 + 0,8∙98,91 = 205 т.

Проверим условие (201):

F = 302 т > 205 т – условие не выполняется, фундаментная плита с поперечной арматурой не выдерживает продавливание.

Проверим также условие F < 2Fb: F = 302 т >2Fb = 2∙126 = 252 – условие не выполняется, в принципе, при таком соотношении сил армирование помочь не может.

В таком случае следует локально увеличить толщину плиты – сделать банкетку в районе колонны и пересчитать плиту с новой толщиной.

Расчет на продавливание плиты с банкеткой

Принимаем толщину банкетки 300 мм, тогда общая толщина плиты в месте продавливания будет равна 800 мм, а h₀ = 755 мм. Важно определить размеры банкетки в плане так, чтобы пирамида продавливания находилась полностью внутри банкетки. Мы примем размеры банкетки 1,2х1,2 м, тогда она полностью покроет пирамиду продавливания.

Повторим расчет на продавливание без поперечной арматуры с новыми данными.

Площадь верхнего основания пирамиды продавливания равна площади колонны 0,4х0,4 м.

Определим размеры граней нижнего основания пирамиды продавливания (они одинаковые): 0,4 + 2∙0,755 = 1,91 м, площадь нижнего основания пирамиды равна 1,91∙1,91 = 3,65 м².

Согласно пособию, продавливающая сила равна силе N = 360 т за вычетом силы, приложенной к нижнему основанию пирамиды продавливания и сопротивляющейся продавливанию. В нашем случае такой силой служит расчетное сопротивление основания, равное R = 34 т/м². Зная площадь основания пирамиды, переведем расчетное сопротивление в сосредоточенную нагрузку: 34∙3,65 = 124 т. В итоге, мы можем определить продавливающую силу: F = 360 – 124 = 236 т.

Определим периметры оснований пирамиды:

4∙0,4 = 1,6 м – периметр меньшего основания;

4∙1,91 = 7,64 м – периметр большего основания.

Найдем среднеарифметическое значение периметров:

(1,6 + 7,64)/2 = 4,62 м.

Определим, чему равна правая часть уравнения (200):

1,0∙8,16∙10∙4,62∙0,755 = 284 т.

Проверим, выполняется ли условие (200):

Здравствуйте, подскажите если при продавливании арматура по расчету не требуется нужно ли в этой зоне ставить какую-нибудь конструктивную?

А возможно делать банкетку вниз?. Если возможно то какие плюсы и минусы, и какие нюансы в расчете? Спасибо!

Банкетка вниз ограничивает площадь подошвы площадью банкетки. Если эта площадь меньше, чем допустимая по расчету площадь фундамента, давление под банкеткой на грунт будет больше допустимого, грунт будет разрушаться, фундамент садиться и т.д.

А возможно делать банкетку вниз?. Если возможно то какие плюсы и минусы, и какие нюансы в расчете? Спасибо!

Банкетка вниз ограничивает площадь подошвы площадью банкетки. Если эта площадь меньше, чем допустимая по расчету площадь фундамента, давление под банкеткой на грунт будет больше допустимого, грунт будет разрушаться, фундамент садиться и т.д.

Т.е. необходимо рассматривать банкетку как столбчатый фундамент и проверить расчетное сопротивление грунта? подскажите пожалуйста где можно про это почитать?

О чем? О банкетке, выпирающей вниз вы не почитаете нигде, т.к. если достаточно такой банкетки, то зачем плита вокруг?

О расчете столбчатого фундамента – в пособии по расчету столбчатых фундаментах есть примеры расчета.

Сваи по тому же принципу считаются – по площади опирания. Но в сваях есть еще боковое трение, добавляющее несущую способность.

Тогда получается плитный фундамент с банкетками “вниз” вообще не имеет смысла делать? если площадь банкетки принимается по расчетному сопротивлению грунта. (я так понимаю)
Иногда в здании бывает высокий подвал и чтобы избежать бокового смещения столбчатых фундаментов их объединяют плитой, потом эта плита может служить полом, поэтому вопрос про банкетки “вниз” у меня и возник.

Пол и фундаментная плита – слишком разные вещи. По стоимости в том числе.

Читайте также:
Рейлинги для кухни античная бронза

Да, не имеет смысла.

Расскажите пожалуйста – Ваше мнение о коэффициентах пастели? и объемной модели грунта из упругих КЭ. Что чаще используете на практике ? какой метод расчета в Лира-грунт используете?

Добрый день, Ирина.

Необходимо собрать нагрузки на перекрытие и основание лифтовой шахты для обустройства помещения под шахтой.

Дано: Пятиэтажный дом с подвальным помещением 50х годов постройки. В проеме между лестничными маршами (тип Л-2) встроена сетчатая шахта лифта. Лифт имеет кирпичный приямок (190х140 см) с установленными пружинными амортизаторами, приямок опирается на прямоугольное основание из пустотелого двойного кирпича (толщина стенок 25 см). Основание связано по периметру стальным 65 уголком, внутри засыпка из грунта и строительного мусора. По грунту отлита бетонная плита (дно приямка).

Задача: усилить основание приямка и сделать в нем подсобное помещение.

Мои рассуждения по этому вопросу:
Из того что нашел по нормативной документации, это ГОСТ Р 53780-2010:

“5.2.5.6 При наличии под приямком лифта пространства (помещения), доступного для людей, основание приямка должно быть рассчитано на восприятие нагрузки не менее 5000 Н/м2”

“б) под буфером противовеса или под зоной движения уравновешивающе го устройства должна быть установлена опора, которая доходит до монолитного основания и способна выдержать удар противовеса или уравновешивающе го устройства, падающего с наибольшей возможной высоты.”

Предположим вес лифта 1000 кг, плюс противовес 1500 кг, плюс направляющие и сам приямок пусть 500 кг. На случай аварийного обрыва противовеса с максимальной высоты (15 метров) имеем воздействие на опору 220500 Дж. Возможно в лифте есть ловители, но вопрос в их работоспособнос ти, поэтому считаю по максимуму.

Достаточно ли будет усилить дно приямка двумя двутавровыми балками 16М, плюс усилить периметр 100 уголком?

Заранее спасибо за ответ.

Поперечная арматура на продавливание должна быть либо в виде замкнутых вязаных хомутов, либо в виде каркасов, сваренных контактной сваркой (ручная дуговая не допускается).

Я так понимаю сварка идет по типу К1-Кт (ГОСТ 14098-2014), а по К3-Рп недопускается. Можно уточнить (разъяснить) почему?
Т.к. “Дуговое” соединение не имеет данных о равнопрочности соединений, имея Балл 3 по приложению А, а контактная имеет Балл 5 и гарантирует равнопрочность соединения, которое требуется по СП 63.13330.2012 при косвенном армировании, правильно? или я не правильно понимаю и есть другое обоснование?

Расчет плитного фундамента по нагрузке с примером

План монолитной фундаментной плиты

Существует только два типа фундаментов, которые подходят для строительства практически любых зданий: свайный и плитный. Они позволяют возводить здания на грунтах с плохими характеристиками с минимальными затратами. Монолитную плиту в качестве фундамента стоит выбрать по многим причинам, но чтобы она была прочной и надежной необходимо выполнить ее грамотный расчет.

Преимущества фундаментной плиты

К достоинствам конструкции можно отнести:

  • строительство на грунтах с плохими характеристиками;
  • возможность возведения крупных объектов;
  • возможность самостоятельной заливки;
  • высокая несущая способность;
  • предотвращение локальных деформаций;
  • устойчивость к воздействию сил морозного пучения.

Плитный фундамент

К слабым сторонам такого типа фундаментов относят:

  • нецелесообразность использования на участках с уклоном;
  • большой расход бетона и арматуры;
  • по сравнению с готовыми элементами фундамента, устройство монолитной плиты требует дополнительного времени на набор прочности бетоном;
  • сложный расчет.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

  • водонасыщенность;
  • несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования;
  • разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

Исследование грунта

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунта Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см 2
Песок пылеватый и мелкий 0,35
Песок средней крупности 0,25
Супесь* 0,50
Суглинок 0,35
Пластичная глина 0,25
Твердая глина* 0,50

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

  • сбор нагрузок;
  • расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Читайте также:
Плинтус подбирается под цвет пола или дверей
Тип нагрузки Значение Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм 1150 кг/м 2 1,2
Кирпич 510 мм 920 кг/м 2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм 690 кг/м 2
Брус 200 мм 160 кг/м 2 1,1
Брус 150 мм 120 кг/м 2
Каркасные 150 мм с утеплителем 50 кг/м 2
Перегородки гипсокартонные 80 мм 30-35 кг/м 2 1,2
Перегородки кирпичные 120 мм 220 кг/м 2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм 625 кг/м 2 1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам 150 кг/м 2 1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием 60 кг/м 2 1,1
С керамическим покрытием 120 кг/м 2
С битумным покрытием 70 кг/м 2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий 150 кг/м 2 1,2
Снеговая В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология». 1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Пример расчета

Пример предусматривает следующие исходные данные:

  • одноэтажный дом с мансардой размерами в плане 8 м на 10 м;
  • стены выполнены из силикатного кирпича толщиной 380 мм, общая площадь стен (4 наружных высотой 4,5 м) равняется 162 м²;
  • площадь внутренних перегородок из гипсокартона равняется 100 м²;
  • кровля металлическая (четырехскатная, уклон 30ᵒ), площадь равняется 8 м * 10 м/cosα (угол наклона кровли) = 8 м * 10 м/0,87 = 91 м² (также понадобится при вычислении снеговой нагрузки);
  • тип грунта — суглинок, несущая способность = 0,32 кг/см² (получено при геологических изысканиях);
  • снеговая нагрузка — 180 кг/м²;
  • перекрытия деревянные, общей площадью 160 м 2 (также понадобится при вычислении полезной нагрузки).

Сбор нагрузок на фундамент выполняется в табличной форме:

Нормативная нагрузка Коэффициент надежности Расчетная нагрузка
Стены: 162 м 2 * 690 кг/м 2 = 111780 кг 1,1 122958 кг
Перегородки: 100 м 2 * 30 кг/м 2 = 3000 кг 1,2 3600 кг
Перекрытия: 160 м 2 * 150 кг/м 2 = 24000 кг 1,1 26400 кг
Крыша: 91 м 2 * 60 кг/м 2 = 5460 кг 1,1 6006 кг
Полезная нагрузка: 160 м 2 * 150 кг/м 2 = 24000 кг 1,2 28800 кг
Снеговая: 91 м 2 * 180 кг/м 2 = 16380 кг 1,4 22932 кг
ИТОГО: 210696 кг

Площадь плиты под здание принимается с учетом того, что ширина плиты больше, чем ширина дома на 10 см. S = 810 см * 1010 см = 818100 см² = 81,81 м 2 .

Удельная нагрузка на грунт от дома = 210696 кг/818100 см 2 = 0,26 кг/см 2 .

Δ = 0,32 — 0,26 = 0,06 кг/см 2 .

М = Δ*S = 0,06 кг/см 2 * 818100 см 2 = 49086 кг.

t = (49086 кг/2500 м 3 )/81,81 м 2 = 0,24 м = 24 см.

Толщину плиты можно принять 20 см или 25 см.

Выполняем проверку для 20 см:

  1. 0,2 м * 81,81 м 2 =16,36 м 3 — объем плиты;
  2. 16,36 м 3 * 2500 кг/м 3 = 40905 кг — масса плиты;
  3. 40905 + 210696 = 251601 кг — нагрузка от дома с фундаментом;
  4. 251601 кг/ 818100 см 2 = 0,31 кг/см² — фактическое давление на грунт меньше оптимального не более чем на 25 %;
  5. (0,32-0,31)*100%/0,32 = 3% < 25%(максимальная разница).
Читайте также:
Скотч для заклейки окон на зиму: правила выбора и инструкция по утеплению окон

Проверять фундамент большей толщины уже нет смысла, поскольку требующий меньшего расхода бетона и арматуры размер удовлетворил требованиям. На этом пример расчета толщины завершен. Принимаем плиту толщиной 20 см. Следующим этапом станет расчет армирования и количества арматуры.

Арматура для плитной конструкции подбирается в зависимости от толщины. Если плита с толщиной бетона толщиной 150 см и менее, укладывают одну сетку армирования. Если толщина бетона составляет более 150 мм, необходима укладка арматуры в два слоя (нижний и верхний). Диаметр рабочих стержней 12-16 мм (самый распространенный 14 мм). В качестве вертикальных хомутов устанавливают стержни арматуры с размерами сечения 8-10 мм.

По хорошему плиту нужно рассчитывать и на изгибающие нагрузки, но эти расчеты сложны и выполняются профессионалами на специальном ПО. Чтобы точно понять какой диаметр арматуры и ее шаг необходим в вашем случае, нужно проводить точные вычисления, либо закладывать арматуру с большим запасом по прочности и минимальным шагом, соответственно сильно переплачивая.

Расчет арматуры

Вычисление количества арматуры для рассчитанной выше плиты:

  1. плита толщиной 20 см — две рабочих сетки;
  2. диаметр стержней — 12 мм, шаг — 150 мм;
  3. стержни укладываются так, чтобы обеспечить защитный слой бетона с каждой стороны 0,02-0,03 м. Длина стержней в примере = 8,1 м — 0,02*2 = 8,06 м и 10,06 м;
  4. количество стержней в одном направлении = (8,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1) *2 (два слоя) = 110 шт;
  5. количество стержней в другом направлении = (10,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1)*2 (два слоя) = 136 шт;
  6. общая длина стержней = 110*8,06 + 136*10,06 = 886,6 м + 1368,16 = 2254,76 м;
  7. общая масса арматуры 2254,76 м * 0,888 кг/м = 2002, 2 кг.

Арматурный каркас плитного фундамента

При покупке необходимо предусмотреть запас 3-5%, чтобы избежать необходимости докупать материал. Также потребуется рассчитать объем бетона. В рассматриваемом случае он равен: 8,1м*10,1м*0,2м = 16,36 м³. Это значение потребуется при заказе бетонной смеси.

Упрощенный расчет толщины фундаментной плиты и количества материалов на нее — несложная задача, которая не потребует большого количества времени. Но выполнение этого этапа позволит обеспечить надежность без перерасхода материалов, что сэкономит нервы и деньги будущего владельца дома.

Важно! Данная статья носит исключительно ознакомительный характер. Для точного расчета фундамента необходимо геологическое исследование. Доверяйте расчет только профессионалам.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента дома

Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента дома

Монолитная фундаментная плита – это плита из бетона с арматурным укреплением. Правильный расчет фундаментной плиты является основой крепкого и прочного дома. Этот тип фундамента в основном применяют при строительстве не особо тяжелых зданий на размываемых грунтах. Чтобы правильно провести расчет фундаментной плиты, нужно определить вид и качество грунта в том месте, где будет строиться дом.

Схема для расчета фундамента на продавливание

При действии добавочного момента Му в направлении, нормальном действию момента М, левая часть увеличивается на My/Mb,y где

Wby — момент сопротивления контура расчетного сечения в направлении момента М; при этом сумма M/Wb+My/Wb,y также принимается не более F/u, а момент Мyу определяется аналогично моменту М.

Если плитная часть фундамента состоит из нескольких ступеней, то сле­дует аналогично проверять на продавливание плиту из меньшего числа сту­пеней, принимая за Ьс и 1С размеры вышерасположенной ступени, а за h — рабочую высоту рассматриваемой части плиты.

При стаканном сопряжении сборной колонны с низким фундаментом, когда высота подколонника удовлетворяет условию hcf — dp Аbl Nc ≤((1+ bt/lc)AbRbt )

где А1; и Аь— площади вертикальных сечений фундамента в плоско­стях, проходящих по оси колонны параллельно соответственно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади стакана (рис. ниже).

Бетон под торцом колонны проверяют на местное сжатие из условия Nc ≤ R b,loc A b,loc где A b,loc — площадь торца колонны, R b,loc = φbRb

φb= 0,8√( A b,max / A b,loc ), но не более 2,5 и не менее 1. АЬтах — площадь сечения подколонника.

Плита с колоннами у края

Еще при проектировании фундамента определяется способ армирования. Арматура, расположенная вертикально, делает конструкции более прочной. Распространенная практика – создание пространственного каркаса, который состоит из 2 горизонтальных поясов арматуры, скрепленных вертикальными прутьями. Для скрепления элементов нужно использовать хомуты из пластика или специальную проволоку – это позволит избежать образования очагов коррозии, появление которых провоцирует внутреннее напряжение во время сварочных работ. Избежав коррозии, ресурс основания становиться значительно больше.

Уменьшить стоимость фундаментной перегородки можно за счет использования вертикального армирования исключительно в местах давления колонн.

Расчет продавливания плитного основания

Проводя расчет для колонн, расположенных у края основания, должен учитываться самый неблагоприятный показатель. Рассчитать продавливание в таком случае можно по формуле:

Читайте также:
Расчет толщины стены

1 > М у / М макс + М х / М ульт + С / С макс.

М у / М макс – показатели сосредоточенных моментов, которые действуют в конкретных направлениях

М ульт – значение предельных моментов, которые способно выдерживать перекрытие в конкретных направлениях.

Проводя расчет площади, исчисляя придавливание, стоит учесть промежуток между гранями колонны, ширину монолитного основания (Ш осн), размер колонны (С сеч1 и С сеч2), расстояние между колонной и краем фундамента (Р):

П прод = 0.5 В пл (С сеч1 + С сеч1 (Ш осн / 0.5 В пл) + 2 С сеч2 + 2Р + В пл).

Рассчитывая продавливание, нужно взять во внимание отверстия в основании для коммуникационных узлов, ревизионных люков и т. п. Если такие элементы находятся от колонны на расстоянии, меньшем 6В пл – проводятся исчисления с учетом этих моментов. Пример формул в таком случае аналогичен предыдущим, но стоит учесть некоторые особенности:

  • К краям отверстия проводятся 2 прямые линии от центра колонны.
  • Фундаментную плиту рассчитывают без учета сектора, находящегося между этими линиями.

Укладка арматуры

Нахлест продольных стержней не менее 40 диаметров рабочей арматуры.

При укладке со всех сторон обеспечивают стержням защитный слой из бетона 20-30 мм. Это необходимо для предотвращения коррозии и разрушения. Чтобы соблюсти необходимое расстояние применяют пластиковые фиксаторы, «лягушки» или «стульчики» из металла.

Специальный пластиковый стакан обеспечивает защитный слой.

Если длины прута не хватает на всю ширину фундамента, соединение двух деталей производят с нахлестом не менее 40 диаметров рабочих стержней. Например, для арматуры 12 мм длина нахлеста будет равняться 40*12 мм = 480 мм.

К расчету фундамента стаканного типа на раскалывание

При невыполнении условия ниже дна стакана должны быть уста­новлены сетки косвенного армирования в пределах всей площади сечения подколонника и на глубину до 21с. В этом случае условиедолжно быть выполнено при увеличении значения Rboc на 2φs,xyRs,xyμs,xy где φs,xy = √(Ab,loc,ef/Ab,loc), Ab,loc,ef = lylx

— площадь, заключенная внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням; Rsxy — рас­четное сопротивление растяжению косвенной арматуры;

nxAsxlx — число стержней, площадь сечения и длина стержня, считая в осях крайних стержней в направлении х; nуА,у1у — то же в направлении у; s — шаг сеток косвенного армирования.

При этом правая часть условия (7.6) принимается не более удвоенного его значения без учета косвенного армирования.

Нормальные сечения плитной части фундамента по граням колонны (подколонника) и по граням ступеней проверяются на действие момента от отпора грунта, определенного как для консоли вылетом с и равного

где ркр — краевое давление грунта, определенное по формуле без учета веса фундамента и грунта на его уступах, т.е. при γтd= 0; Мф — момент, учитываемый в формуле.

При этом должно выполняться условие М≤ RsAs(h — х/2),

где х =;RsAs/Rbbv bv — ширина верхней части рассматриваемого сечения (рис. ниже); As — площадь сечения арматуры по всей ширине подошвы b.

Нормальное сечение подколонника на уровне верха плитной части фундамента вне стаканной части рассчитывается аналогично расчету ко­лонн

Для бетонных плит перекрытий сопротивление материала растяжению практически равно нулю. Такой вывод можно сделать на основании анализа и сопоставления нагрузок на растяжение, которые испытывает арматура и бетон. Разница между этими данными составляет три порядка, что свидетельствует о том, что всю нагрузку берет на себя арматурный каркас. С нагрузками на сжатие ситуация обстоит иначе: силы равномерно распределяются вдоль вектора силы. Как следствие, сопротивление на сжатие принимаем равным расчетному значению.

Для выбора арматуры необходимо определить значение по формуле:

ER = 0,8/ 1+RS/700 , где

RS – расчетное значение сопротивления арматуры, МПа.

Имея значение данные о расстоянии между нижней частью балки и центром окружности, сформированной плоскостью поперечного сечения арматуры, ее марку выбирают исходя из таблицы.

Правильный подбор арматуры обеспечит надежное сцепление с бетоном, которое гарантирует предел прочности без деформаций и растрескиваний. При этом максимальное растягивающее усилие арматуры не должно превышать полученное расчетным путем значение.

При армировании на один погонный метр, как правило, уходит не менее чем пять стержней, которые располагаются равномерно на одинаковых расстояниях. Точное число стержней зависит от нагрузки и определяется по СНиП 52-01-2003. Формируется каркас чаще всего из нескольких слоев стержней, которые могут иметь различное сечение. Сетка скрепляется заранее хомутами или фиксируется при помощи сварки. В качестве элементов армирования чаще всего применяется ненапрягаемая арматура Ат-IIIС и Ат-IVС с наличием термического упрочнения.

Таким образом, расчет железобетонной конструкции плиты перекрытия включает в себя следующие стадии:

  • составление схемной реализации перекрытия с компоновкой элементов. При возведении многоэтажек расстояния между колоннами должны быть кратные 3000 мм в диапазоне величин от 6 до 12 метров. Значение высоты одного этажа может находиться в пределах от 3,6 до 7,2 метра с дискретностью 600 мм. Данные условия помогут упростить вычисление и обеспечить стандартный автоматический расчет;
  • прочностный конструкционный расчет монолитной плиты. К расчетной части должна прилагаться графическая часть в виде составленного подробного чертежа, который можно составить самостоятельно или доверить его реализацию специалистам из проектных организаций. При этом необходимо произвести расчет элементов перекрытия и главной балки. Выбор бетона при проектировании осуществляется по классу материала на сжатие по заданной прочности, исходя из норм и табличных значений. Как правило, балка и монолит проектируются из одной марки бетона;
  • в зависимости от архитектурных особенностей строения может понадобиться расчет колонны, а также ригеля или второстепенной балки;
Читайте также:
Разновидности шпатлевки по бетону – стартовой, финишной, универсальной, предназначение и состав

  • на основании всех произведенных расчетов, полученных масс и нагрузок формируется фундамент. Монолитное основание представляет собой подземную конструкцию, с помощью которого нагрузка от здания передается на грунт. Общий чертеж должен отображать конструкцию здания в целом с учетом изображения положения плит перекрытий, несущих стен и основания.

Расчетная часть строительного проекта для любого здания является необходимой документаций, которая содержит информацию о размерах архитектурного объекта, его особенностях, технологии возведении. При этом именно на основе проекта составляется строительная расходная ведомость, в которую включаются необходимые для возведения здания материалы, определяются трудозатраты. А основе расчета осуществляется планирование материалов, этапов выполнения строительных работ, их объемов и сроков. Прочность и надежность здания во многом зависят от правильности расчетов, качества используемых материалов и соблюдения технологии строительства на каждом из отдельно взятых этапов.

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

  • Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
  • Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
  • Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм.
При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Общие рекомендации

  1. при соединении стержней по длине минимальный нахлест составляет 20 диаметров, но не меньше 250 мм;
  2. все зоны, в которых возможен изгиб, в обязательном порядке должны быть усилены;
  3. при выборе между сваркой и вязкой, лучше — второе;
  4. при необходимости использовать стержни разного диаметра, те, которые толще, располагают снизу.
Читайте также:
Сгорел переключатель мощности тепловентилятора

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Расчет фундаментной плиты на прочность и продавливание

РУКОВОДСТВО
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ БАШЕННОГО ТИПА

РЕКОМЕНДОВАНО к изданию решением Ученого совета НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР.

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.

ПРЕДИСЛОВИЕ

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 м, а ширина или диаметр 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 надфундаметного 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.-мат. наук, проф. В.М.Александров, канд. физ.-мат. 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).

Читайте также:
Садовая мебель: идеи, материалы и советы по постройке стильных проектов

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.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Общие указания

1.1. Настоящее Руководство рекомендуется использовать при проектировании крупноразмерных (шириной 10 м или диаметром 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.1.7 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.

Читайте также:
Ремонт гаража своими руками с фото и видео - если протекает крыша на стыке плит

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.

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 19912-2001. – Примечание изготовителя базы данных.

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 5 МПа.

* Текст соответствует оригиналу. – Примечание изготовителя базы данных.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: