Н АУ Ч НО-ИССЛ Е ДО В АТ ЕЛ ЬСКИ й И Н СТ ИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ им. Н. М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР (НИИОСП)

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТНЫХ ПЛИТ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ

незначительное влияние распределительной способности основания на деформации и усилия в фундаментной плите.

В случае, если расчет плиты при расчетной схеме основания, характеризуемой постоянным коэффициентом постели, приводит к общему выгибу плиты, необходимо выполнить дополнительные расчеты с использованием расчетной схемы основания, учитывающей его распределительную способность.

3.28.    В случае неоднородного в плане основания {а_Е > 2) при расчете фундаментной плиты используют расчетную схему основания, характеризуемую переменным коэффициентом жесткости.

3.29.    При статическом расчете фундаментной плиты допускается определять цилиндрическую жесткость плиты как для сплошного упругого тела без учета пеупругих деформаций в бетоне по формуле

D=£₆W/12(1—(i§),    (3)

где Е$ — начальный модуль упругости при сжатии и растяжении тяжелого бетона;

рб — коэффициент Пуассона бетона; h — толщина плиты.

3*30. Предельно допустимые величины совместной деформации основания и здания, в соответствии с п. 3.69 главы СНиП па основания зданий и сооружений, устанавливают с учетом необходимости соблюдения:

а)    технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения — изменение проектных уровней и положений здания или сооружения в целом, отдельных их элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т. п. — S*_p;

б)    требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости коистукций, включая общую устойчивость сооружения —

Для гражданских зданий со связевым каркасом S£_p принимается в зависимости от допустимых величин углов перекоса конструкций верхних этажей, устанавливаемых соответствующими нормами проектирования зданий, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование.

3.31.    В тех случаях, когда неравномерные деформации плиты приводят к превышению предельно допустимых деформаций элементов каркаса, рекомендуется изменить параметры плиты или каркаса (например, толщину плиты, вылеты консолей, расположение диафрагм и др.) либо при соответствующем обосновании предусмотреть забивку свайного поля под фундаментной плитой или устройство свай типа «Бенато».

3.32.    Фундаментная плита должна быть рассчитана, в соответствии с требованиями главы СНиП, на бетонные и железобетонные конструкции по прочности и по раскрытию трещин. К трещиностойкости железобетонной фундаментной плиты при отсутствии специальных обоснований предъявляются требования III категории, в соответствии с которыми допускается ограниченное по ширине кратковременное и длительное раскрытие нормальных и наклонных трещин.

Предельная ширина длительного раскрытия трещин при совместном воздействии нормативных постоянных и длительных нагрузок прин имается равной 0,3 мм. При совместном воздействии иор-

9

МйТйВных постоянных длительных и кратковременных нагрузок допускается кратковременное раскрытие трещин, не превышающее 0,4 мм.

Необходимость расчета ширины рскрытия трещин в фундаментных плитах и методику расчета устанавливают по рекомендациям главы СНиП на бетонные и железобетонные конструкции.

3.33. Расчеты фундаментных плит рекомендуется выполнять с использованием ЭВМ.

4. РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЯ

4.1.    В Настоящем разделе изложен расчет деформаций основания с использованием расчетной схемы в виде линейно-дефор-мируемого слоя (см. п. 3.15).

При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полупространства (см. п. 3.15) следует руководствоваться указаниями главы СИиП на основания зданий и сооружений.

4.2.    Для расчета основания фундаментной плиты по деформациям необходимо:

определить размеры фундамента в плане по габаритам иадфун-Даментного строения с добавлением по конструктивным соображениям консольных участков;

установить значение и характер нормативных нагрузок, действующих на фундамент;

вычислить среднее давление на основание от основного сочетания нагрузок;

принять глубину заложения фундамента в соответствии с нормами проектирования главы СНиП на основания здании и сооружений;

нанести положение фундамента на плане и геологических разрезах участка строительства;

установить расчетные значения характеристик грунтов основания по данным инженерно-геологических изысканий или, учитывая предварительный характер расчета основания (без учета взаимодействия с фундаментом), по «Таблицам нормативных значений прочностных и деформативных характеристик грунтов», приведенным в главе СНиП на основания зданий и сооружений;

определить предельно допустимые величины осадок и крена фундамента.

4.3.    Расчет основания по деформациям включает следующие этапы:

проверку среднего давления на основание под подошвой фундаментной плиты;

проверку давления у края подошвы внецентренно-нагруженного фундамента;

определение параметров расчетной схемы основания (линейно-деформируемого слоя); толщины сжимаемого слоя Я, приведенного в пределах сжимаемого слоя модуля деформации £_Пр и среднего коэффициента Пуассона д_ср грунта;

проверку давления на кровлю слоя грунта, находящегося в пределах сжимаемого слоя Н и имеющего прочность, меньшую прочности вышележащих слоев;

определение средней осадки основания фундамента; вычисление крена фундамента с учетом изгибающего момента, Действующего на уровне подошвы фундамента, влияния соседних

10

фундаментов и нагрузок на прилегающие площади и неравномерной сжимаемости основания.

4.4.    При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, указанных в п. 3.15, среднее давление на основание под подошвой фундамента от нагрузок, подсчитанных в соответствии с требованиями п. 3.14, не должно превышать расчетное давление на основание R, определяемое по формуле (17) главы СНиП на основания зданий и сооружений.

4.5.    Давление на грунт у края подошвы внецентренно-нагру-женного фундамента (вычисленное в предположении линейного распределения давления под подошвой фундамента) при нагрузках, принимаемых для расчета оснований по деформациям (см. п. 3.14), следует определять с учетом заглубления фундамента в грунт, жесткости соединения фундамента с надфундамеитиой конструкцией и жесткости этой конструкции. При этом величина краевого давления при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должна превышать 1,2 7?, в угловой точке 1,5 R.

4.6.    При наличии в пределах сжимаемого слоя основания на глубине 2 от подошвы фундамента слоя грунта прочностью, меньшей прочности вышележащих слоев, размеры фундамента должны обеспечивать соблюдение условия

Аг + Рбг <    (4)

р_ъ — среднее фактическое давление на глубине г от подошвы фундаментной плиты, определяемое по указаниям прил. 3 главы СНиП на основания зданий и сооружений;

P6z — давление от собственного веса грунта на глубине г от подошвы фундамента;

R_z — расчетное давление на кровлю грунта пониженной прочности (расположенную на глубине z), вычисленное по формуле (17) главы СНиП на основания зданий и сооружений для условного фундамента шириной b_Zt равной

В формуле (5)

где Р — нагрузка, передаваемая на основание проектируемым фундаментом;

I и b — соответственно длина и ширина проектируемого прямоугольного фундамента.

4.7, Толщину сжимаемого слоя Н основания, сложенного глинистыми или песчаными грунтами с модулем деформации Е> > 100 кгс/см², определяют по формуле

H^(H₀ + tb)k_p,    (6)

где    b    — ширина фундамента, м;

#о и t — величины, принимаемые соответственно равными для оснований, сложенных глинистыми грунтами— 9 и 0,15 песчаными — 6 м и 0,1; kp — коэффициент, учитывающий фактическое давление на основание и принимаемый равным 0,8 — при давлении р ~ 1 кгс/см² и 1,4 — при давлении р — 6 кгс/см² (при промежуточных значениях р определяется по линейной интерполяции).

11

4.8.    Если основание сложено глинистыми и песчаными грунтами с модулем деформации Е > 100 кгс/см², толщину сжимаемого слоя Н определяют как средневзвешенную следующим образом. Вначале вычисляется значение Н в предположении, что основание сложено только песчаными или только глинистыми грунтами:

Я = Я_п=(6+0,16) k_v\

Я = Я_г=(9+0,156) kp~\ ,5Я_Ц.

При наличии в основании до глубины Я_п слоев глинистого грунта различаются следующие случаи расположения слоев грунта (рис. 1):

а)    в пределах от Я_ц до Я_г залегают только песчаные грунты, тогда

Я —Я1=Я_п + ¹/з kp 2^.,    (7)

где 2/г® — суммарная толщина глинистых слоев до глубины, рав-¹ i

ной Я_п;

б)    в пределах от Я_п до Я_г залегают только глинистые грунты, тогда

Я-Я₂-Я_п+¹/2/г_РБ^.;    (8)

¹ г

в)    в пределах глубины от Я_п до Я_г залегают песчаные и глинистые грунты, тогда

Я = Я₃ = Я₁.+¹/з^2/1“_г,    (9)

где 2/£ — суммарная толщина глинистых слоев в пределах глу-¹ i

бины от Я_п до Н_г.

Допускается в этом случае принимать

„ я_х+я₂

Я₃=    -

4.9.    При наличии в пределах сжимаемого слоя основания Я слоев грунта с модулем деформации Е < 100 кгс/см² допускается

определять Я по пп. 4.7 и 4.8, если суммарная толщина этих слоев не превышает 0,2 Я. При большей суммарной толщине таких слоев грунта расчет деформаций основания призво-дится по расчетной схеме ли-нейно-деформируемого полупространства.

4.10. Величина Я, найденная по пп. 4.7 и 4.8, должна быть увеличена на толщину слоя грунта с модулем деформации Е < 100 кгс/см2, если кровля этого слоя расположена на глубине Я от подошвы фундамента и его толщина не превышает 0,2 Я.

4.11.    При залегании слоев грунта с модулем деформации Е > 1000 кгс/см² выше глубины Я, определенной по пп. 4.7 и 4.8, величина Я уменьшается и принимается равной расстоянию от подошвы фундамента до кровли слоя с Е_г > 1000 кгс/см², если его толщина hy удовлетворяет неравенству (2).

4.12.    Толщина сжимаемого слоя принимается меньшей из двух величин: сжимаемой толщи z\ определяемой в соответствии с п. 6 прил. 3 главы СНиП на основания зданий и сооружений от полного среднего давления (без вычета природного давления), либо расстояния от подошвы фундамента до подошвы нижнего слоя с Е < 100 кгс/см³, если ниже глубины Я, вычисленной по пп. 4.7 и 4.8, обнаружены слои грунта с модулем деформации Е <

<    100 кгс/см².

4.13.    При залегании сильно сжимаемого слоя грунта с Е <

<    50 кгс/см² ниже сжимаемой толщи основания z', определенной в соответствии с п. 6 прил. 3 главы СНиП на основания зданий и сооружений (без вычета природного давления), осадку основания следует увеличивать на величину осадки этого слоя, вычисленную по формуле (5) прил. 3 указанной главы СНиП.

4.14.    Степень изменчивости сжимаемости грунтов основания а_Е определяется отношением наибольшего значения приведенного

по глубине модуля деформации грунтов основания    ^в    пР^еД^елах

плана фундамента к наименьшему значению £™_pⁱⁿ.

Модуль деформации грунтов основания Е_пр, приведенный в пределах сжимаемого слоя Я, определяют для характерных по геологическому строению участков основания в пределах плана фундамента с учетом характера напластования грунтов, сжимаемости отдельных слоев, размеров, заглубления фундамента и действующих на него нагрузок по формуле

под рассматриваемыми точками фундамента при вычислении осадок центра, угловых точек, середин сторон и других характерных точек фундамента.

4.16. Осредненный в пределах сжимаемого слоя Я коэффициент Пуассона грунта (х_ср определяют по формуле

п

Цор = -4--(11)

1

где щ — коэффициент Пуассона I-го слоя грунта; hi — толщина i-ro слоя грунта; п — то же, что и в формуле (10).

При этом коэффициент Пуассона следует принимать для крупноблочного грунта 0,27; песков и супесей — 0,3; суглинков — 0,35; глин — 0,42.

4.17. Среднюю осадку основания прямоугольного фундамента вычисляют по формуле

о_МИ kj — kj-x

«г    £i

(12)

где р — среднее фактическое давление на грунт под подошвой фундамента;

М — поправочный коэффициент* определяемый по рис. 3 в зависимости от отношения толщины сжимаемого слоя И к полуширине фундамента т! = 2Н/Ь;

т_г — коэффициент условий работы основания, нагруженного по большой площади, принимаемый равным: 1,35 при 10 < b < 15 м; 1,5 при b > 15 м.

4.18. Осадки основания под центром, угловыми точками и серединами сторон прямоугольного фундамента определяют по формуле

Ьр

т_гЕ

/г,

пр

(13)

где р — среднее давление на основание под подошвой фундамента;

£_Пр — модуль деформации грунтов основания, приведенный в пределах сжимаемого слоя Н с учетом пп. 4.14 и 4.15;

k = k₀ — коэффициент, определяемый по табл. 2 для точки основания под центром фундамента в зависимости от отношения сторон фундамента п = lib и отношения толщины сжимаемого слоя к полуширине фундамента т! — 2 Hlb; k=kx — то же, под серединой большей стороны фундамента; /г = /е₂ — коэффициент, определяемый по табл. 2 для точки основания под серединой меньшей стороны фундамента в зависимости от отношения сторон фундамента п — Иb и отношения толщины сжимаемого слоя Н к полуширине фундамента т! — 2Hlb\ k = k₉ — то же, под угловой точкой фундамента.

4.19. Осадки любой точки поверхности основания под прямоугольным фундаментом и за его пределами могут быть вычислены на ЭВМ по приводимой ниже программе (программа составлена на языке АЛГОЛ-60 для транслятора ТА-1М):

begin integer i 1, i, /; real A_y By p, E и, ю;

P 0042 (H, A_t By py E H, ю); begin arrau x\, у 1, £, si [1 : tl], a_t b [1 : 5], /el fl : 3];

real x_t y_t m, n, cl, c2, c3, c4, 5, пи;

P 0042 (*l_t pi); пи : —3,14159; a[l]: = 10-^c; a [2]: =*0,8; a[3] : =1,4; a[4] : = 2,0; a[5] : =2,6; b [1] : = 1; b [2] : =0,426; 6[3] : = — 6,051; b [A]: =7,395; b [5] : = —2,77;

15

Коэффициенты k0, ki, &2> kz Для определения осадок основания фундамента Таблица 2

п — 1 п— 1,5 П- = 2 ко кг кг к3 к0 1 к2 | кг ко | ** 1 ^ | к3 0,2 0,090 0,045 0,045 0,024 0,091 0,046 0,045 0,024 0,091 0,046 0,045 0,023 0,5 0,233 0,115 0,115 0,056 0,229 0,113 0,115 0,056 0,229 0,112 0,114 0,056 1 0,462 0,233 0,233 0,116 0,469 0,235 0,231 0,115 0,466 0,233 0,231 0,115 2 0,701 0,398 0,398 0,233 0,762 0,443 0,404 0,230 0,796 0,461 0,403 0,233 3 0,802 0,485 0,485 0,309 0,911 0,565 0,508 0,323 0,969 0,610 0,514 0,328 5 0,888 0,565 0,565 0,380 1,036 0,682 0,617 0,426 1,130 0,761 0,641 0,448 7 0,925 0,601 0,601 0,416 1,092 0,736 0,669 0,478 1,204 0,832 0,708 0,512 10 0,954 0,630 0,630 0,444 1,135 0,779 0,712 0,518 1,260 0,888 0,762 0,565'

Продолжение табл. 2

т* = 2 И jb п- = 3 п = = 5 л= 10 *0 кг к2 кг | кг | к2 &3 *0 | 1 кх к, | к2 0,2 0,092 0,047 0,046 0,023 0,092 0,047 0,046 0,024 0,092 0,047 0,046 0,024 0,5 0,229 0,112 0,115 0,056 0,230 0,114 0,115 0,057 0,231 0,114 0,115 0,057 1 0,463 0,229 0,231 0,114 0,461 0,229 0,231 0,114 0,463 0,230 0,232 0,115 2 0,808 0,469 0,400 0,231 0,802 0,464 0,400 0,231 0,799 0,461 0,400 0,231 3 1,016 0,649 0,514 0,328 1,029 0,658 0,511 0,326 1,023 0,651 0,511 0,326 5 1,235 0,852 0,658 0,462 1,305 0,916 0,658 0,463 1,316 0,926 0,656 0,460 7 1,340 0,954 0,742 0,545 1,459 1,065 0,756 0,558 1,511 1,116 0,752 0,555 LQ 1,423 1,036 0,815 0,616 1,588 1,193 0,852 0,652 1,706 1,306 0,858 0,659

for /; —1 step 1 until r*l do begin x : = xl [/]; у : = i/l [j]; x : = 2 X x/£; у : = 2 X у I B\ m: = 2X h/5; n:—A/B; S: = 0; for t:=l step 1 until 5 do begin

cl : = sqrt (at It] t 2 X m t 2+ (x+1) t 2+to+ n) f 2); c2 : = sqrt (a [t] t 2 X in t 2-f (x+1) t 2-{-{y—n) f 2); сЪ : = sqrt (a [i] f 2 Xm t 2+(x—1) f 2+ (*/+'*) t 2); • c4 :=sqrt (a [г] \ 2 X m f 2-|-(x— 1) t 2+ (*/ — n) t 2);

S :=*S + fc WX((x+l)Xln((cH-y+«)/(c2+y--rt))--— (x—1) X In ((сЗ+у+п)/(с4 + у-п)) + (у+п) X Xln ((с1 + дс+ 1)/(сЗ+х — 1)) —to—n) X In ((c2+*+ 1)/

/(c4 +x— 1)) — a [г] X m X (arctg ((x+1) X (t/+ n)/

/(a [t] X tn X cl))— arctg ((x—1) X to+/г)/(а [/] X mXc3)) + +arctg ((x— 1) X (y~n)/(a[i] XmXc4))~

— arctg ((x+1) x to — n)/(a [i] X m X c2)))); end; /г [/]: =S/(2 X пи);

si [/] : = BXpX(l-K) f 2) X/г [/]/£; P Ю41 (si); end.

Начало координат принимают в центре фундамента, ось х на* правляется параллельно меньшей стороне фундамента вверх (по плану фундамента), ось у — параллельно большей стороне фунда-мента вправо. Для расчета требуются следующие исходные данные (все размерности в м и тс); длина и ширина фундамента, фактическое давление под подошвой фундамента, приведенный модуль деформа* ции грунта, определяемый по формуле (10) с множителем т_г (см* п. 4.17), толщина сжимаемого слоя основания, осредненный коэффициент Пуассона грунта и координаты рассматриваемой точки основания.

В программе приняты следующие обозначения перечисленных величин: А — длина фундамента; В — ширина фундамента; р — фактическое давление под фундаментом; Е — приведенный модуль деформации; Н — толщина сжимаемого основания; ю — осредненный коэффициент Пуассона грунта; x_lf у_х — координаты рассматриваемой точки основания; 51 — осадка основания. В результате расчета по приведенной программе ЭВМ выдает осадки основания в метрах.

4.20. Дополнительные осадки основания под центром, угловыми точками и серединами сторон прямоугольного проектируемого фундамента от влияния соседнего прямоугольного фундамента или нагрузок на прилегающие прямоугольные площади определяют как алгебраические суммы осадок соответствующих точек основания прямоугольных «фиктивных фундаментов» (рис. 4) с использованием формулы (13).

Осадки основания прямоугольного влияющего фундамента в в точках, показанных на рис. 5, определяют по формуле (13), принимая коэффициент к по табл. 3—9 в зависимости от отношения сторон влияющего фундамента п = lib и отношения толщины сжимаемого слоя к полуширине влияющего фундамента т' = 2Н1Ь.

17

ПРЕДИСЛОВИЕ

В нашей стране за последние годы значительно увеличился объем строительства гражданских и промышленных каркасных зданий с применением фундаментов из сплошных монолитных плит на естественном основании. Среди других типов плит наибольшее распространение получили плоские (безбалочного типа) фундаментные плиты. Сплошные фундаментные плиты на естественном основании являются эффективным типом фундамента многоэтажных каркасных зданий, имеющим ряд конструктивных и технологических преимуществ по сравнению с системами перекрестных лент, забивными и набивными сваями.

Настоящее Руководство составлено в развитие главы СНиП II-15-74 «Основания здании и сооружений» и «Рекомендаций по методам расчета фундаментных плит па сжимаемом основании конечной толщины», НИИОСП 1968.

В Руководстве даются рекомендации по расчету оснований, статическому расчету фундаментных плит, учету влияния надфун-даментного строения. Учитывая разнообразие грунтовых условий, параметров оснований, фундаментных плит и конструкций зданий, а также отсутствие единого метода расчета фундаментных плит, предлагается дифференцированный подход к выбору расчетных схем и методов расчета и даются соответствующие рекомендации.

Обращено внимание на необходимость тщательной подготовки технического задания на проведение инженерно-геологических изысканий участка строительства здания на плитном фундаменте с целью получения более полных сведений об инженерно-геологических условиях участка, указаны особенности конструирования фундаментных плит, даются рекомендации по производству строительных работ. Обращено внимание на необходимость составления техникоэкономических показателей проекта фундаментной плиты. В проектах фундаментных плит в соответствии с действующими нормами Руководство рекомендует предусматривать проведение измерений осадок оснований и плит по специально устроенным маркам и реперам.

В приложениях к Руководству содержатся рекомендации по определению переменного коэффициента жесткости для однородного и неоднородного в плане оснований, кренов и осадок одиночных и групповых фундаментов, пример расчета и конструирования фундаментной плиты 16-этажного каркасного здания, а также Материалы для организации наблюдений за осадками фундаментных плит.

Руководство разработано НИИ оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова (канд. техн. наук Т. А. Маликова и инж. М. В. Итин при научной консультации докторов техн. наук, профессоров К. Е. Егорова и М. И. Горбупова-Посадова).

Пп. 4.8 и 4.26 составлены канд. техн. наук А. В. Вронским; табл. 3 — 9—канд. техн. наук В. А. Варвашовым по методу проф. К. Е. Егорова; программа расчета осадок в п.4.23 — инж. А. А. Бухтояровой, по алгоритму—Т. А. Маликовой (НИИОСП); п. 4.23— инж. В. С. Урисманом; пп.7.2—7.11 и п.9 прил.З — инженерами В. С. Урисманом и И. И. Куперман; прил. 1 и 2—канд. техн. наук А, М. Гельфандбейном (Харьковский Промстройниипро-ект); пп. 7,12—7.19, 9.1—*9,5 — ииж. И. К. Муравьевым (Моспро-ект-2).

При разработке Руководетва учтены замечания институтов: Харьковского Промстройпиипроекта, Челябинского политехнического, НИИСК, Ленпромстройпрсекта, Моспроект-1, Моспроект-2.

1 За к. 1376

Продолжение табл. 3

№ точки на рис. 5 2х Ь 2у_ ъ Значение k при п — 1 и т’, равном 0,4 0,8 I,? 1,6 2 2Л 2,8 3,2 3,6 4 19 1,6 0 0 0,007 0,043 0,085 0,124 0,158 0,186 0,210 0,230 0,247 20 1,6 0,8 0 0,004 0,029 0,062 0,095 0,124 0,151 0,173 0,192 0,208 21 1,6 1,2 0 0 0,014 0,0d8 0,065 0,091 0,114 0,134 0,152 0,167 22 1,6 1,6 0 0 0,003 0,018 0,038 0,059 0,079 0,097 0,113 0,127 93 1 6 2' 0 0 0* 0,006 0,020 0,036 0,052 0,067 0,082 0,094 24 i,6 3 0 0 0 0 0 0,006 0,014 0,023 0,033 0,042 25 2 0 0 0 0,008 0,032 0,059 0,084 0,108 0,128 0,146 0,161 26 2 0,8 0 0 0,004 0,023 0,045 0,068 0,090 0,109 0,125 0,140 27 2 1 2 0 0 0,001 0,014 0,032 0,052 0,071 0,088 0,104 0,118 28 2 1 6 0 0 0 0,006 0,020 0,036 0,052 0,067 0,082 0,094 29 2 2 0 0 0 0,001 0,010 0,022 0,036 0,049 0,061 0,073 30 2 3 0 0 0 0 0 0,003 0,010 0,018 0,026 0,034 31 з 0 0 0 0 0 0,005 0,015 0,027 0,039 0,050 0,061 32 3 0 8 0 0 0 0 0,003 0,012 0,023 0,034 0,045 0,055 33 з 1 2 0 0 0 0 0,002 0,009 0,019 0,029 0,039 0,049 34 з 1 6 0 0 0 0 0 0,006 0,014 0,023 0,033 0,042 35 з А , V/ 2 0 0 0 0 0 0,0,3 0,010 0,018 0,026 0,034 36 3 3 0 0 0 0 0 0 0,002 0,007 0,012 0,018

L ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1.    Руководство распространяется на проектирование крупноразмерных (шириной b > 10 м), прямоугольной и сложной (приводимой к системе прямоугольников) формы ^в плане «тонких» (см. п. 6.10) плоских фундаментных плит каркасных зданий на естественном непросадочном и не подверженном сейсмическим воздействиям основании.

1.2.    Влияние жесткости каркаса на работу фундаментной плиты учитывается в соответствии с указаниями раздела 3 настоящего Руководства.

1.3.    Фундаментные плиты и их основания следует проектировать в соответствии с нормами проектирования глав СНиП на строительные конструкции и основания, нагрузки и воздействия, основания зданий и сооружений, бетонные и железобетонные конструкции, а также с учетом требований других нормативных документов, содержащих требования к материалам и правилам производства строительных работ.

Проектировать следует на основе:

результатов инженерно-геологических изысканий места строительства;

учета опыта возведения зданий и сооружений в аналогичных инженерно-геологических условиях строительства;

проектных данных, характеризующих возводимое здание или сооружение, его конструкцию, действующие на фундамент нагрузки, условия производства работ и последующей эксплуатации;

учета местных условий;

технико-экономического сравнения возможных вариантов проектного решения.

1.4.    Выбор конструкции железобетонного плитного фундамента должен производиться с учетом конструктивной схемы здания, величин и характера распределения нагрузок в плане, несущей способности и деформативности основания с соблюдением требований ho экономному расходованию материалов и максимальному снижению трудоемкости изготовления.

1.5.    Проектирование фундаментных плит на стадии технического проекта и на стадии рабочих чертежей следует выполнять в объемах, указанных в разделе 9.

1.6.    Для фундаментной плиты должен применяться бетон марки не ниже М 200.

1.7.    Наибольшее расстояние между температурно-усадочныт ми швами в сплошных монолитных фундаментных плитах принимается в соответствии с главой СНиП на бетонные и железобетонные конструкции равным 40 м; температурно-усадочные швы допускается не делать при длине монолитных плит более 40 м, если они в процессе эксплуатации находятся в постоянных температурновлажностных условиях.

Случаи, когда необходимо устройство швов в фундаментных плитах на период строительства, приведены в разделе 10.

1.8.    Осадочные швы устраиваются в длинных фундаментных плитах (1/Ь > 4) для уменьшения моментов общего изгиба и в случае, когда ожидается большая разность осадок участков плиты.

1.9.    Фундаментные плиты должны укладываться по бетонной подготовке толщиной не менее 100 мм. При глинистом основании необходимо устраивать песчаную или гравийно-песчаную (но не щебенистую) подушку под бетонную подготовку.

%

1.10. Пр и агрессивности грунтовых вод следует предусматривать антикоррозионные мероприятия согласно главе СНиП по защите строительных конструкций от коррозии и раздела 8 настоящих Рекомендаций.

1.11. В соответствии с пп. 1.7 и 3.71 главы СНиП на основания зданий и сооружений в проектах зданий повышенной этажности с фундаментами в виде большеразмерных плит на естественном основании должно быть предусмотрено проведение натурных наблюдений за осадками зданий в процессе строительства и эксплуатации. Для этого нужно составить проект изготовления и закладки плитных, глубинных марок и глубинных реперов (конструкцию плитных, глубинных марок и реперов см. прил. 4), включить стоимость этих работ в смену на строительство здания, а также предусмотреть средства на проведение геодезических измерений. В сложных случаях для ответственных сооружений должны проводиться специальные натурные исследования в соответствии с рекомендациями раздела 11.

2. СОСТАВ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

2.1.    Предварительную оценку инженерно-геологических у ловий площадки строительства и выбор типа фундаментов выполняют на основе предварительных изысканий.

2.2.    Техническое задание на проведение инженерно-геологических изысканий при предварительно выбранном типе фундамента в виде сплошной плиты составляет проектный институт в соответствии с указаниями пп. 1.4 и 1.5 главы СНиП на основания зданий и сооружений, главы СНиП на инженерные изыскания для строительства, а также документов, развивающих эту главу СНиП.

2.3.    Программу инженерно-геологических изысканий подготавливает изыскательная организация согласно техническому заданию проектного института и в соответствии с п. 1.10 главы СНиП на инженерные изыскания согласовывает с этим институтом.

2.4.    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 нимй не более 50 м;

инженер но-геологических, число которых должно быть не менее трех.

Число разведочных и инженерно-геологических скважин определяется в зависимости от изученности и сложности геологических условий площадки строительства, а также с учетом размеров и назначения здания.

2.5.    Глубина проходки разведочных скважин должна принй-Маться 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 ГруВты залегают на большей глубине.

Если на глубине, большей половины ширины фундамента и большей 20 м* обнаружен слой грунта с модулем деформации Ё < 100 кгс/см², то необходимо скважину углубить, пройдя слой этого грунта.

1*

2.6.    В техническое задание на изыскания необходимо включить проведение статического и динамического зондирования согласно Указаниям по зондированию грунтов для строительства для выявления неоднородности грунтов, их прочностных и деформационных характеристик.

2.7.    Модули деформации грунтов основания фундаментной плиты определяют для каждого литологического слоя в основании фундамента испытаниями штампом¹ в соответствии с главой СНиП на основания зданий и сооружений.

При невозможности проведения штамповых испытаний можно использовать данные прессиометрических^{2 3 4} либо компрессионных испытаний грунтов. Модули деформации грунтов, определенные по компрессионным испытаниям, должны быть увеличены в mj_t раз. Значения коэффициентов m/_t приведены в табл. 1.

Таблица 1 Значения коэффициента ni)t

Грунты Коэффициент пористости е 0,41-0,6 0,51—0,6 0,61—0,7 0,71—0.8 0,81—0,9 Супеси..... 4,2 4 *> 3,7 3 2,2 Суглинки .... 5 4,8 4,5 3,9 3,2 Глины...... — — 6 6 5,8

Продолжение табл; 1

грунты Коэффициент пористости е 0,91-1 1,01-1,1 1,11-1,2 1,21-1,3 1,31-1,4 1,41-1,5 Супеси..... Суглинки .... Г лины ..... Примечание. Для ] 2,6 5,4 песчаных 2,1 4,8 грунтов 4,1 МОЖНО 3,4 принять 2,7 mh=2. 2

2.8, Гидрогеологические исследования должны включать определение расчетного уровня основного горизонта грунтовых вод и прогнозирование верховодки на время производства работ и эксплуатации здания, а также установление степени агрессивности грунтовых вод.

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. При расчете фундаментной плиты должны учитываться следующие основные факторы, от которых зависит напряженно деформированное состояние:

неоднородность основания по глубине и в плане; распределяющая способность основания;

неупругие деформации основания, плиты и элементов каркаса здания;

воздействие соседних зданий и сооружений;

влияние жесткости иадфундаментных конструкций здания.

3.2.    Для упрощения расчета фундаментной плиты допускается-не учитывать влияние заглубления на распределение усилий в фундаментной плите и касательные напряжения по подошве плиты.

Первое допущение оправдывается большими размерами фундаментной плиты в плане; второе дает некоторый запас прочности плиты.

3.3.    Впредь до разработки и экспериментальной проверки методов расчета фундаментных плит с учетом особенностей деформирования железобетона допускается, в соответствии с главой СНиП на бетонные и железобетонные конструкции, выполнять статический расчет фундаментных плит как изотропных (в упругой стадии работы), а расчет сечений производить по теории расчета бетонных и железобетонных конструкций.

3.4.    В связи с недостаточной разработанностью методов расчета фундаментных плит на нелинейно-деформируемом основании допускается при расчете плиты использовать для основания расчетные схемы в виде изотропного лииейно-деформируемого слоя, полупространства, а также схему с переменным коэффициентом жесткости, а в некоторых случаях с постоянным коэффициентом постели.

3.5.    Предельные состояния фундаментной плиты должны определяться в связи с предельными состояниями основания и конструкций верхнего строения. Поэтому несущая способность, жесткость и трещиностойкость фундаментной плиты, а также деформации основания должны отвечать требованиям устойчивости, жесткости, надежности, долговечности и эксплуатационной пригодности здания в целом с учетом экономного раходования материалов и трудозат* рат.

3.6.    Фундаментная плита должна рассчитываться как работающая совместно с грунтовым основанием и надфундаментными конструкциями.

3.7.    Для расчета плиты на сжимаемом основании с учетом совместной работы с каркасом здания могут быть использованы следующие методы:

реализующие расчетную схему в виде многоэлементной системы, состоящей из пластин или стержней, либо пластин и стержней в зависимости от схемы каркаса и метода расчета;

основанные на использовании матриц жесткости оснований, плиты, верхнего строения, условий равновесия и совместности деформаций на контакте компонентов системы;

последовательных приближений, основанных на раздельном расчете плиты на сжимаемом основании и каркаса с последовательными уточнениями усилий и перемещений на контакте.

Первые два метода более строгие, однако их применение требует использования ЭВМ большой мощности. При расчете на ЭВМ средней мощности неизбежны количественные ограничения программ, что вынуждает принимать упрощенные расчетные схемы.

Обоснованные рекомендации по использованию различных методов совместного расчета могут быть сделаны после экспериментальной проверки и сопоставления результатов расчета с экспериментальными данными.

3.8.    При совместном расчете фундаментной плиты на сжимаемом основании и каркаса особенно существенным является учет ⁵

упругих деформаций связей, неупругих деформаций плиты и элементов каркаса, а также учет последовательности возведения здания, так как в противном случае совместный расчет может привести к неэкономичным проектным решениям.

Следует также учитывать, что в результате совместного расчета влияние перемещений плиты иа работу верхнего строения может оказаться более существенным, чем влияние жесткости каркаса на работу плиты.

3.9.    Для упрощения совместного расчета системы «основание — фундамент — каркас» рекомендуется использовать раздельный расчет основания* плиты на сжимаемом основании и каркаса¹, который в необходимых случаях может быть выполнен с использованием метода последовательных приближений.

3.10.    Основание фундаментной плиты следует рассчитывать по двум группам предельных состояний:

по первой группе — по несущей способности;

по второй группе — по деформации (осадкам, прогибам и пр.), создающей препятствия для нормальной эксплуатации зданий и сооружений.

3.11.    Основание фундаментной плиты рассчитывают по несущей способности, если фундаментная плита расположена на бровке откоса или вблизи крутопадающего слоя грунта.

3.12.    Расчет основания фундаментной плиты по деформациям производят исходя из условия

S < 5_пр»    (1)

где 5 — совместная деформация основания и фундаментной плиты, определяемая расчетом по указаниям разделов 4 и 6;

S_np — предельно допустимая совместная деформация основания фундаментной плиты, устанавливаемая по указаниям п. 3.30.

3.13.    При расчете основания нагрузки на него допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой здания или сооружения.

3.14.    Расчет оснований по деформациям производится на основное сочетание нормативных нагрузок, по несущей способности — на основное сочетание расчетных нагрузок, а при наличии особых нагрузок и воздействий — на основное и особое сочетания.

Во всех расчетах оснований фундаментов кратковременные нагрузки должны приниматься с коэффициентами сочетаний, а временные нагрузки на перекрытия многоэтажных зданий — с понижающими коэффициентами, учитывающими вероятность одновременного загружения перекрытий, в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям.

3.15.    Для расчета деформаций основания следует применять расчетную схему основания в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи z' при наличии в пределах сжимаемой толщи основания Я, определяемой в соответствии с разделом 4 настоящего Руководства, слоев грунта с модулем деформации Е < 100 кгс/см², суммарной толщиной, большей 0,2 Я, а также при Я = z\ Глубину г' находят

¹ Методы расчета рамных и связевых каркасов, в том числе с учетом податливости основания, в Руководстве не рассматриваются.

в

в соответствии с п. 6 прил. 3 главы СНиП на основания зданий и сооружений исходя из соотношения величии фактического давления p_z, (без вычета природного давления) от фундамента с учетом давления р' от влияния соседних фундаментов (по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента), вычисленных на глубине г' от подошвы фундамента, и природного давления р_б2/ на той же глубине.

Расчетную схему основания в виде линейно-деформируемого слоя используют для расчета деформаций основания, если суммарная толщина слоев грунта с £'<100 кгс/см^а, расположенных в пределах сжимаемой толщи Я, не превышает 0,2 Я и Я < г', а также, когда в пределах сжимаемой толщи основания Н расположен грунт с модулем деформации Е_г > 1000 кгс/см², подстилаемый грунтом с модулем деформации Е₂ < E_lf и соблюдается условие

Н> Я[1 —    (2)

где hx — толщина слоя грунта с модулем деформации Е*.

3.16.    Независимо от принятой расчетной схемы основания принимается, что деформации основания вызываются полным средним давлением, действующим по подошве фундамента (без вычета природного давления).

3.17.    Расчет деформаций основания с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства следует выполнять в соответствии с указаниями главы СНиП на основания зданий и сооружений. При расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого слоя деформации основания вычисляются по рекомендациям раздела 4 настоящего Руководства.

3.18.    Раздельный расчет плиты па сжимаемом основании и каркаса производится в следующей последовательности:

расчет рамного или связевого каркаса на заданные нагрузки в предположении, что фундаментная плита не деформируется и не смещается;

расчет плиты на сжимаемом основании на полученные усилия в нижних сечениях колонн и вертикальных элементов жесткости каркаса;

расчет каркаса с учетом найденных перемещений плиты;

в случае необходимости корректировка нагрузок на плиту (см. п. 3.21);

повторный расчет плиты и т. д.

3.19.    Расчет фундаментной плиты на сжимаемом основании выполняют в четыре этапа:

определение расчетных нагрузок на плиту по результатам расчета каркаса;

статический расчет плиты на сжимаемом основании для определения усилий в плите, перемещений плиты и реактивных давлений грунта;

проверка разности вертикальных перемещений точек плиты в местах установки колонн, отнесенной к расстоянию между ними, по указаниям главы СНиП на основания зданий и сооружений и п. 3.30 Руководства;

расчет сечений железобетонной фундаментной плиты по несущей способности и трещинообразованию.

3.20.    Нагрузку на фундаментную плиту определяют из расчета каркаса с учетом схемы каркаса и влияния его жесткости на напряженно-деформированное состояние плиты.

7

3.21.    Нагрузки на плиту от колонн рамного каркаса в уравне верха фундаментной плиты определяют путем расчета рам при условии, что фундаментная плита не деформируется и не смещается. В случае если прогибы плиты, рассчитанной на эти нагрузки, окажутся больше допустимых для принятой конструкции каркаса, нагрузки подлежат уточнению путем повторного расчета каркаса с учетом полученных вертикальных и угловых смещений колонн.

3.22.    Вертикальные нагрузки на плиту от колонн связевого каркаса и диафрагм жесткости определяют без учета неразрезности (по грузовым площадям перекрытий) и с учетом указаний главы СНиП на нагрузки и воздействия. Их действие на плиту принимают в виде сил, распределенных по площади опирания колонн или элементов жесткости.

Изгибающие моменты, передаваемые плите диафрагмами жесткости, определяют путем расчета системы вертикальных диафрагм жесткости, связанных дисками перекрытия, на горизонтальные нагрузки. Для учета действия изгибающих моментов к плите в местах опирания диафрагм прикладывается система эквивалентных вертикальных сил. Силы, сдвигающие диафрагмы, в расчете не учитываются.

3.23.    В случае, если в результате расчета плиты на заданные нагрузки от связевого каркаса прогибы плиты и углы поворота вертикальных диафрагм жесткости окажутся существенными, необходимо выполнить новый расчет системы дифрагм жесткости, связанных дисками перекрытий, на полученные угловые смещения диафрагм с целью уточнения нагрузок на плиту..

3.24.    На участках плиты, контактирующих с колоннами и вертикальными диафрагмами жесткости, должны учитываться фактические размеры грузовых площадок подколонников и стен, а также повышенные жесткости этих участков.

3.25.    Статический расчет фундаментной плиты на сжимаемом основании следует выполнять в соответствии с указаниями раздела 6, принимая для однородного по сжимаемости в плане основания («£ <2, см. п. 4,14) расчетную схему в виде линейно-деформируе-мого слоя.

3.26.    Для упрощения расчета фундаментной плиты на однородном по сжимаемости в плане основании допускается использовать расчетную схему основания в виде линейно-деформируемого полупространства с корректирующим коэффициентом т_Е при модуле деформации грунта (см. раздел 6) либо принимать расчетную схему основания, характеризуемого переменным коэффициентом жесткости, который учитывает эффект влияния распределительной способности основания.

Введение при расчете плиты переменного коэффициента жесткости основания упрощает учет целого ряда дополнительных факторов, влияющих на усилия в плите, например, переменной жесткости плиты, надфундаментного строения, дополнительных осадок от соседнего здания и т. д.

3.27.    Расчетная схема основания, подчиняющегося гипотезе постоянного коэффициента постели, не учитывающая распределительную способность основания, может быть использована при расчете плит с развитыми консолями (от V4 до V2 примыкающего пролета) на однородном в плане основании в тех случаях, когда по сопоставительным расчетам и натурным данным установлено

1

   ГОСТ 12374-66 «Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками».

2

   ГОСТ 20276-74 «Грунты. Метод определения модуля деформации прес-

3

сиометрами».

4

5