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:
|
zg |
' d |
i |
h . |
(17) |
|
|
i |
|
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.
4.2. Графическая часть
После выполнения необходимых расчетов следует приступить к графическому оформлению результатов. Чертежи выполняются на двух листах формата А3.
Чертежи должны включать (прил. 2):
-схему инженерно-геологического разреза участка строительства
свертикальной привязкой проектируемых фундаментов и с указанием основных физико-механических характеристик грунтов;
-схему размещения скважин относительно контура здания;
-план раскладки фундаментных плит с указанием привязок к осям;
-спецификацию применяемых плит;
-таблицу нагрузок на фундаменты;
-разрезы по основным типам фундаментов с указанием характерных размеров и глубин;
-общие указания по выполнению строительно-монтажных работ. Макет графических приложений приведен в прил.2.
5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Данный раздел методических указаний содержит некоторые примеры практического выполнения элементов проектирования.
Пример 1
Задача: определить нормативную нагрузку, действующую на уровне обреза фундаментов наружной и внутренней продольных стен двухпролетного кирпичного здания.
Исходные данные:
1.Уровень обреза фундаментов совпадает с уровнем планировки.
2.Пролеты здания П1 = П2 = 7,9 м.
3.Здание двухэтажное с подвальным этажом.
4.Высота этажа в свету 3,3 м.
5.Наружные и внутренняя стены кирпичные, толщины стен
δнар = 640 мм; δвн = 510 мм.
6. Перекрытие выполнено из пустотных плит (qн = 3,2 кН / м2), перегородки кирпичные (qнпр = 1 кН / м2). По плитам смонтирована
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.
|
|
|
|
|
|
Нагрузки на перекрытия |
Таблица 1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
№ п/п |
|
|
|
|
|
Наименование нагрузки |
qн, кН / м2 |
||||
1 |
|
Собственный вес плит перекрытия |
3,2 |
||||||||
2 |
|
Стяжка из ЦПР (δ = 0,1 м; γ = 18 кН / м3) |
1,8 |
||||||||
3 |
|
Линолеум (δ = 0,005 м; γ = 11 кН / м3) |
0,055 |
||||||||
4 |
|
Кирпичные перегородки |
|
1,0 |
|||||||
5 |
|
Полезная нагрузка |
|
|
|
|
1,23 |
||||
|
|
Итого |
|
|
|
|
|
7,285 |
|||
Примечание. Полезная нагрузка принимается с учетом коэффициента соче- |
|||||||||||
тания n1 |
0,4 |
A1 |
|
0,4 |
0,4 |
1 0,6 |
0,82 [6, п.3.9]. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
n |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
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.