НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР

Руководство

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н.М. ГЕРСЕВАНОВА (НИИОСП ИМ. Н. М. ГЕРСЕВАНОВА) ГОССТРОЯ СССР

Руководство

по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1984

1.28. 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.

1.29.    При расчете плитного фундамента допускается применять как непрерывные (континуальные) расчетные схемы, так и дискретные.

1.30.    Для упрощения совместного расчета системы основание — фундамент—надфундаментные конструкции допускается выполнять раздельный расчет основания, плитного фундамента на сжимаемом основании и надфундаментных конструкций. Результаты расчета основания используют для определения предварительных минимальных размеров плитного фундамента и параметров основания, необходимых для статического расчета фундамента на сжимаемом основании.

Раздельный расчет фундамента на сжимаемом основании и надфундаментных конструкций в необходимых случаях может быть выполнен с использованием метода последовательных приближений.

1.31.    Расчет плитных фундаментов следует выполнять на ЭВМ по программам, прошедшим апробацию. Такие программы и инструкции к ним публикуются в фонде алгоритмов и программ ЦНИИпроекта.

Основные характеристики программ для расчета плитных фундаментов на ЭВМ приведены в прил. 1 (по состоянию на 01.10.1983),

1.32.    При расчете деформаций основания нагрузки на него допускается определять без учета их перераспределения надфундамент-ной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой здания или сооружения,

1.33.    Расчет деформаций основания производят на основное сочетание расчетных нагрузок, взятых с коэффициентом перегрузки, равным 1.

Расчет основания по несущей способности выполняют на основное сочетание расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки, принимаемым по указаниям главы СНиП на нагрузки и воздействия, при наличии особых нагрузок и воздействий — на основное и особое сочетания нагрузок.

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 на нагрузки и воздействия и инструкций на проектирование фундаментов сооружений башенного типа (элеваторов, дымовых труб и др.).

1.34.    Расчет деформаций основания без учета совместной работы с фундаментом допускается выполнять, применяя расчетную схему основания в виде:

линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины z' сжимаемой толщи;

линейно-деформируемого слоя.

Расчетную схему для расчета основания по деформациям устанавливают по рекомендациям разд. 2 настоящего Руководства.

Расчет деформаций основания с использованием указанных расчетных схем следует выполнять в соответствии с требованиями прил. 3 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, а также по рекомендациям разд. 2 настоящего Руководства.

1.35.    В расчете плитного фундамента на сжимаемом основании допускается не учитывать пластические деформации грунтов основания, если при расчете основания учтены требования главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений в части условного ограничения развития зон пластических деформаций грунта под краями фундамента.

В этом случае для расчета плитного фундамента на однородном по сжимаемости в плане основании (a^^l,5, см. п. 2.23) принимают расчетную схему в виде линейно-деформируемого слоя со следующими параметрами:    толщиной    слоя    Я,    приведенным    в    пределах

этого слоя и осредненным в пределах плана плиты модулем деформации * осредненным в пределах слоя коэффициентом Пуассона р_Ср.

Для упрощения расчета плитного фундамента на однородном основании допускается использовать расчетные схемы в виде: ли-

U

нейно-деформируемого однородного полупространства при условии введения в расчет приведенного осредненного модуля деформации основания ^с корректирующим коэффициентом-множителем т_Е и осредненного коэффициента Пуассона р_Ср; основания, характеризуемого переменным коэффициентом жесткости, который приближенно учитывает распределительную способность основания.

В случае неоднородного в плане основания (о_я>1,5) при расчете плитного фундамента принимают расчетную схему основания, характеризуемого переменным коэффициентом жесткости, который приближенно учитывает неоднородность основания в плане и по глубине, а также распределительную способность основания.

1.36.    Параметры линейно-деформируемого слоя и однородного линейно-деформируемого полупространства следует находить по указаниям разд. 2 Руководства.

Сближение результатов расчета плитного фундамента на ли-нейно-деформируемом полупространстве и слое осуществляют по условию равенства средних осадок, вводя в расчет фундамента на основании в виде линейно-деформируемого полупространства корректирующий коэффициент — множитель т_Е при модуле деформации основания определяемый по п. 3.11 настоящего Руководства.

Величины переменного коэффициента жесткости основания находят по указаниям разд. 4.

1.37.    Предельно допустимые величины совместных деформации основания и здания или сооружения определяют по указаниям главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений.

1.38.    Подбор сечений плитного фундамента производят в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций по прочности и по раскрытию трещин. К трещиностойкости железобетона плитного фундамента при отсутствии специальных обоснований предъявляются требования III категории, в соответствии с которыми допускается ограниченное по ширине кратковременное и длительное раскрытие нормальных и наклонных трещин.

2. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЯ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

2.1.    В настоящем разделе изложен расчет основания по деформациям с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого слоя (см. п. 1.34).

При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полупространства (см. разд. 1) следует руководствоваться указаниями главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений.

2.2.    Расчет основания по деформациям производят для определения минимальных размеров плитного фундамента, при которых вы-

12

полняются конструктивные ограничения и требования главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений, предъявляемые к давлению под подошвой фундамента и на кровлю грунта, находящегося в пределах сжимаемой толщи основания и имеющего сжимаемость, меньшую сжимаемости вышележащих слоев, а также к осадкам и кренам фундамента.

2.3.    Подбор минимальных размеров фундамента производят шаговым методом, путем изменения длины консольных участков плитного фундамента и проверок (на каждом шаге) выполнения требований, предъявляемых главой СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений к величинам, перечисленным в п. 2.2. Шаг увеличения длины консольных участков фундамента следует принимать равным 300 мм. Учитывая трудоемкость вычислений, рекомендуется выполнять эти расчеты на ЭВМ с помощью программного комплекса «GEST-82», основные характеристики которого приведены в прил. 1.

2.4.    При учете различной сжимаемости слоев грунта, находящихся в пределах сжимаемой толщи основания, толщину каждого слоя грунта допускается принимать:

осреднеиной в пределах плана плиты при определении глубины сжимаемой толщи основания (при расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого полупространства) и толщины Н сжимаемого слоя основания (при расчетной схеме основания в виде линейно-деформируемого слоя), при выборе расчетной схемы основания, вычислении средней осадки основания и крена фундамента от вне-цептрепиого действия нагрузки;

по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку фундамента, при вычислении осадок центра, угловых точек, середин сторон и других точек фундамента.

Выбор расчетной схемы и параметров основания

2.5.    Для выбора расчетной схемы основания следует предварительно определить глубину г' сжимаемой толщи основания по указаниям прил. 3 главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений и толщину Н сжимаемого слоя основания в соответствии с рекомендациями настоящего Руководства.

2.6.    Расчетную толщину линейно-деформируемого слоя Н основания, сложенного глинистыми или песчаными грунтами, определяют по формуле

H=(H₀ + tb)k_p,    (1)

где b — ширина фундамента, м; Н₀ и / — величины, принимаемые соответственно равными для оснований, сложенных глинистыми грунтами, — 9 м и 0,15, песчаными — 6 м и 0,1; £_р — коэффициент, учитывающий фактическое давление на основание, принимаемый равным 0,8 при давлении рае

13

*=0,1 МПа и 1,4 при давлении р*0,6 МПа (при промежуточных давлениях значение ftp определяют линейной интерполяцией).

I. Взаимное расположение слоев глинистого и песчаного грунта в пределах сжимаемой толщи основания л — в пределах от Ип до 11 г залегают только песчаные грунты; б — то же, только глинистые грунты; в — то же, глинистые и песчаные грунты

Для элеваторных сооружений и силосных складов значение коэффициента t следует принимать равным 0,75 для оснований, сложенных глинистыми грунтами, и 0,5 — песчаными.

Для фундаментов дымовых труб диаметром более 80 м коэффициент t следует принимать равным 0,3 для оснований, сложенных глинистыми грунтами, и 0,2 — песчаными.

2.7. Значение Я для основания, сложенного глинистыми и песчаными грунтами, определяют как средневзвешенное. Для этого сначала вычисляют значение Я в предположении, что основание сложено только песчаными Я_п или только глинистыми Я_г грунтами.

При наличии в основании до глубины Я_п (от подошвы фундамента) слоев глинистого грунта различают следующие случаи (рис. 1):

в пределах от Я_п до Я_г залегают только песчаные грунты

(2)

Я_а = Я_п + ^2^_/!

где    суммарная    толщина    глинистых    слоев    до    глубины    Я_п;

2) в пределах от Я„ до Я_г залегают только глинистые грунты

=    +    (3)

3) в пределах Я_п до Я_г залегают и песчаные и глинистые грунты

(4)

где    суммарная    толщина    глинистых    слоев    в    пределах    глуби

ны от Н_п до

Допускается в этом случае принимать

Н_х

Иг + Нг

2

bkp

12

S/i

г/

(5)

2.8. Толщину Я_э линейно-деформируемого слоя, эквивалентного по средней осадке линейно-деформируемому полупространству с глубиной сжимаемой толщи z', следует определять по зависимости

гг    6    т'

И_э = ~—,    (6)

где т' — величина, определяемая по табл. 1 в зависимости от отношения длины к ширине прямоугольного плитного фундамента « =

Таблица 1

2 2' т — - Коэффициент т'=2Н/Ь при отношении сторон прямоугольной загруженной площади Ь 1 1,5 2 3 4 O0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0 0 0 0,2 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,4 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,6 0,41 0,41 0,41 0,41 0 41 0 41 0,8 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 1 0,71 0,71 0,71 0,71 0.71 0,71 1,2 0,86 0,86 0,86 0,86 w t * * 0,86 0,86 М 1,01 1,02 1,02 1,02 1,02 1,03 1,6 1,16 1,19 1,19 1,19 1,19 1,21 1,8 1,31 1,35 1,36 1,36 1,36 1,37 2 1,44 1,51 1,53 1,53 1,53 * » 1 1,56 2,2 1,59 1,67 1,70 1,70 I *70 1 75 2,4 1,76 1,83 1,88 1,88 1,88 1,93 2,6 1,92 2,00 2,05 2,08 2,*08 2 11 2,8 2,07 2,17 2,23 2,27 2,27 4 1 2,30 3 2,23 2,32 2,41 2,45 2,45 2,48 3,2 2,37 2,48 2,58 , 2,64 2,64 2 67 3.4 2,54 2,66 2,75 2,84 2,85 A. , V» I 2,88 3,6 2,71 2,85 2,96 3,05 3,09 3 11 3,8 2,90 3,06 3,18 3,27 3,31 3,33 4 3,12 3,29 3,40 3,49 3,54 3,56 4.2 3,35 3,54 3,65 3,72 3,78 3*80 М 3,60 3,79 3,89 3,96 4,01 4,04 4,6 3,86 4,04 4,15 4,23 4,29 4,29 4,8 4,14 4,30 4,43 4,51 4,*56 4,56 5 4,43 4,60 4,73 4,82 4,87 4*87 5,2 4,75 4,96 5,14 5,23 5.29 5 29 5,4 5,14 5,49 5,74 5,90 5,86 tJ 9 J 5,86

15

— Ijb и отношения глубияы сжимаемой толщи линейио-деформируе-мого полупространства к полуширине фундамента m=2z'fb.

2.9.    Расчет деформаций основания следует выполнять, применяя расчетную схему основания в виде лннейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины z' сжимаемой толщи, если:

а)    модули деформации грунтов £<10 МПа всех слоев, расположенных в пределах сжимаемой толщи z', или модули деформации грунтов £<10 МПа всех слоев, кроме одного с модулем деформации £j^100 МПа, подстилаемого слоем грунта с модулем деформации £₂<£i, и не выполняется условие

где hi — толщина слоя грунта с модулем деформации £i;

б)    суммарная толщина слоев грунта с модулем деформации £<10 МПа, залегающих ниже подошвы фундамента до глубины Я, больше 0,2 Н;

в)    суммарная толщина слоев грунта с модулем деформации £<10 МПа, залегающих ниже подошвы фундамента до глубины Я, не превышает 0,2Н, а с глубины Я до z' — больше 0,2Н и расстояние г' от подошвы фундамента до последнего слоя грунта с модулем деформации £<10 МПа связано с величиной Я₀, определяемой по п. 2.8, неравенством г'^Я_э.

2.10.    Расчет деформаций основания следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно-деформируемого слоя толщиной Я, определяемой по пп. 2.6 и 2.7, если:

а)    в пределах глубины г' от подошвы фундамента обнаружен слой грунта с модулем деформации £i>100 МПа, подстилаемый слоем грунта с модулем деформации £2<£_ь и соблюдается условие

(7);

б)    модули деформации всех заданных слоев грунта £^10 МПа;

в)    суммарная толщина слоев грунта с модулем деформации £<10 МПа, залегающих ниже подошвы фундамента как до глубины Я, так и от глубины Я до z', не превышает 0,2Н;

г)    суммарная толщина слоев грунта с модулем деформации £<10 МПа, залегающих ниже подошвы фундамента до глубины Я, не превышает 0,2 Я, ас глубин Я до г' больше 0,2 Я и расстояние z от подошвы плиты до подошвы последнего слоя грунта с модулем деформации £<10 МПа связано с величиной Я_э, определяемой по п. 2.8, неравенством 2<Я_Э.

2.11.    Расчетная толщина Я линейно-деформируемого слоя принимается равной расстоянию z от подошвы фундамента до кровли грунта с модулем деформации £i^100 МПа, находящегося в пределах глубины г^г и подстилаемого грунтом с модулем деформации £г<£ь если соблюдается условие (7).

16

2.12.    Расчетная толщина линейно-деформируемого слоя Я, найденная по п. 2.11, должна быть уменьшена и принята по указаниям пп. 2.6 и 2.7, если слой грунта с модулем деформации £>100 МПа находится ниже глубины Я, рекомендуемой пп. 2.6 и 2.7, и для основания независимо от условия п. 2.10а принята расчетная схема в виде линейно-деформируемого слоя.

2. Схема для расчета дополнительных осадок основания от повторных нагрузок

2.13.    Расчетная толщина Я линейно-деформируемого слоя основания, вычисленная по пп. 2.6 и 2.7, должна быть увеличена на толщину слоя грунта с модулем деформации £С <10 МПа, расположенного на глубине Я (подстилающего сжимаемый слой), если толщина этого слоя не превышает 0,2 Я.

2.14.    Расчетная толщина Я линейно-деформируемого слоя основания, вычисленная по пп. 2.6 и 2.7, должна быть принята равной расстоянию от подошвы плиты до последнего (в пределах глубины г') слоя грунта с модулем деформации £<10 МПа, если выполняется условие п. 2.10г.

2.15.    Дополнительную осадку силосных корпусов за счет многократно повторной нагрузки от веса загружаемого продукта определи-ют для сжимаемой толщи, ограниченной глубиной z_nH , до которой

распространяется влияние повторных нагрузок (рис. 2).

§

Глубину сжимаемой толщи основания z_nH при расчете по схеме линейно-деформируемого полупространства определяют, исходя из соотношения величины давления от повторно прикладываемой нагрузки р_ипг*    и полного давления, равного сумме давлений от

ян

сооружения р_г,    и природного р_бг*    на той же глубине. Для

песчаных и глинистых грунтов это соотношение следует принимать равным:

Р . =0,2(р . +р , ).    ₍₈₎

^ПН2ПН    *пя    ®²ПН

При определении осадки с использованием схемы линейно-деформируемого слоя за расчетную глубину сжимаемой толщи при повторных нагрузках может быть принята величина Я, опредедяемая по

п. 2.6, если она меньше г_Пи.

17

2.16.    Осредненный в пределах сжимаемого слоя Н коэффициент бокового расширения грунта р_Ср определяют по формуле

п

(*ср =    -    >    (9)

2*/

1

где — коэффициент бокового расширения t-ro слоя грунта; hi — толщина i-ro слоя грунта; п — число слоев грунта, различающихся по сжимаемости в пределах сжимаемого слоя Я.

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

Осредненный по площади фундамента и приведенный в пределах сжимаемой толщи Я модуль деформациии основания Е определяют по указаниям пп. 2.24 и 2.25 настоящего Руководства.

Определение осадок основания

2.17.    Осадки определяют от нагрузки, равномерно распределенной по поверхности основания в пределах плана фундамента с использованием расчетной схемы оснований в виде линейно-деформиру-емого слоя методом послойного суммирования осадок отдельных слоев грунта в пределах сжимаемой толщи Я.

Принимают, что осадка вызывается полным давлением, передаваемым фундаментом (без вычета природного давления).

Для получения полного представления о характере деформированной поверхности основания (особенно в случае неоднородного по сжимаемости в плане основания, а также при необходимости учета влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади) осадки основания следует определять в узлах qf сетки, наносимой на план фундамента (рис. 3). Минимальное количество узлов qf сетки намечают с учетом геологического строения площадки. Эта сетка должна включать продольные и поперечные стороны прямоугольного и край круглого фундамента, а также прямые, проходящие через середины противоположных сторон прямоугольного или через два взаимно перпендикулярных диаметра круглого фундамента.

2.18.    При расчете осадок прямоугольного плитного фундамента методом послойного суммирования вертикальные давления р\ в грунте на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через угловую точку фундамента, определяют по формуле

(10)

Р* = Р [l ~~Jf (1—«)].

18

f=J

t-1

f-1

f‘Z

tf*

c) Cko, 1 _t Д к

14

M

Л

k*t

щ-

Д4

*?

Pim

<•2

*1

q*2

H~n1

ъ,

£$■

/Pj2

мл

rtf

^pm

-Л

к

<?>

Ш

t£——tf

3m

Pm

к

Ppb

PnsM 5 >

Pnm

У-/7

и

j-1 J-2    j-3    у=4    /*£    /=/77

>*•

VO

3. Схема плитного фундамента для расчета осадок неоднородного основания

Р .. — нагрузки на колонны; f, / — номера рядов сетки колонн; q, / — номера

сторон прямоугольной сетки для расчета осадок основания; х₀. уо. Х|* у\, *г. ^2 — системы координат; Дх, Д£/ шаг основной сетки; Скв 1 — Скв 5 — геологические скважины

где р — среднее фактическое давление под подошвой фундамента; И — толщина сжимаемого слоя основания; а — коэффициент, учитывающий уменьшение вертикального давления на нижней границе сжимаемого слоя (на глубине г=Я), принимаемый по табл. 2 в зависимости от отношения длины к ширине фундамента n = ljb и относительной толщины сжимаемого слоя т —2Н/Ь.

Вертикальные давления P_Zo в грунте по вертикали, проходящей через центр прямоугольного фундамента, вычисляют по формуле

Рг.    77"    (^l— ^4а)]-    01)

Осадки круглого фундамента определяют по вертикальным давлениям в грунте, найденным для квадратного фундамента, эквивалентного по площади круглому.

2.19. Распределение по глубине вертикальных давлений в любой точке основания в пределах и за пределами плитного фундамента от приложенных к фундаменту нагрузок, а также от влияния соседних фундаментов устанавливают методом угловых точек вручную либо на ЭВМ с помощью программного комплекса «GEST-82*, сведения о котором даны в прил. 1.

В соответствии с методом угловых точек нормальное давление

р\ по вертикали* проходящей через точку В (рис, 4), определяют

19

УДК 624,153.524.4.04

Рекомендовано к изданию решением Ученого совета НИИОСП им. Н. М. Герсеваиова Госстроя СССР.

Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа/ НИИОСП им. Н. М, Герсеванова. — М.:    Стройиздат,

1984. —263 с.

Разработано к СНиП П-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.

Табл. 80, ил. 93

3202000000—553

047(01)-84

Инструк.-нормат., 11 вып. — 66—83

(g) Стройиздат, 19S4

				Коэффициент		а для фундаментов
	1	1,2	1.4	1,6	1.8	2	2.2
0	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0 25
0.2	0,248	0,2479	0,2477	0,2475	0,2473	0,2471	V | 0,2472
0.4	0,2456	0,2456	0,2458	0,2461	0,2462	0,2464	0,2465
0.6	0,2462	0,2462	0,2459	0,2457	0,2458	0,2459	0 246
0.8	0,2378	0,2412	0,2422	0,242	0,2421	0,2419	v у « *v 0,2417
1	0,2197	0,2274	0,2303	0,2325	0,2328	0,2327	0,2327
1.2	0,1969	0,2081	0,2153	0,2176	0,2192	0,22	0,2202
1.4	0,1747	0,1867	0,1971	0,2132	0,2033	0,2052	0,206
1.6	0,1521	0.166	0,178	0,1823	0,1822	0,1894	0,1909
1.8	0,1324	0,147	0,1574	0,165	0,1702	0,1737	0,1761
2	0,1162	0,1299	0,1405	0,1486	0,1545	0,1591	0,162
2.2	0,1012	0,115	0,126	0,1339	0,1402	0,1451	0,1487
2.4	0,0899	0,102	0,1124	0,1207	0,1273	0,1368	0,1358
2.6	0,0796	0,091	0,1008	0,1088	0,1157	0,1208	0,125
2,8	0,0703	0,0814	0,0906	0,0984	0,105	0,1101	0,1148
3	0,0631	0,0731	0,0817	0,0894	0,0957	0,101	0,1055
3.2	0,0568	0,066	0,0739	0,0812	0,0945	0,0926	0,0933
3,4	0,0512	0,0622	0,0673	0,0741	0,0954	0,085	0,0895
3.6	0,0464	0,0538	0,0613	0,0677	0,0734	0,0784	0,0826
3.8	0,0421	0,0495	0,0559	0,0609	0,0674	0,0723	0,076
4	0,0385	0,0452	0,0513	0,0570	0,0622	0,0666	0,071

4. Схема расположения «фиктивных фундаментов» для определения вертикальных давлений в основании рассчитываемого фундамента по методу угловых точек

I — схема взаимного расположения рассчитываемого (/) и влияющего (2) фундаментов; II—схемы расположения «фиктивных фундаментов» с указанием знаков давлений в угловых точках основания; В — точка, через которую проводят расчетную вертикаль и определяют давления на глубине z по этой

вертикали

алгебраическим суммированием давлений ру в угловых точках че-

²i

тырех фиктивных фундаментов, равномерно загруженных давлением р.

Р^Вг = 2 ^Р\ ■    <¹²)

2.20. Вертикальные давления р ⁹ на любой глубине по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку фундамента, с учетом соседних фундаментов определяют по формуле

20

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 м², а ширина или диаметр b(d)^> 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 фунда-менты 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.

3

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

1* Зак. 485

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. техи. наук В. Л. Высоковский (ЧПИ); подраздел «Совместный расчет плитного фундамента и рамного каркаса здания» — канд. техн. наук Е. Б. Фрай-фельд (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. Ломид-зс, 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. Мур-зенко (Новочеркасский политехнический институт), канд. техн. наук А. А. Цессарский (Киевское отделение ВНИИГС), инж. С. И. Политое (НИИ); подраздел «Расчет плитных фундаментов с учетом жесткости силосных корпусов» — канд. физ.-мат. наук В. И. Слив-кер, 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. 3. 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 осо-

4

бенностей 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.-матем. наук, проф. В. М. Александров, канд. физ.-матем. наук Г. Н. Павлик (РГУ); разд. 6 «Конструктивные требования» — инж. И. Я. Дрибинский, Ю. Д. Коломийченко, канд. техн. наук В. С. Урисман (Харьковский Промстройнии-проект); 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).

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 6^10 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;

в

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 деформатив-ности 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 инженерногеологическим 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.

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 боль шей 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 зондирования¹ для выявления неоднородности грунтов, их прочностных и деформационных характеристик.

1.18.    Модули деформации нескальных грунтов основания следует, как правило, определять в полевых условиях при проходке инже-

¹ ГОСТ 20069-74 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием» и «Указания по зондированию грунтов для строительства» СН 448-72.

8

нерно-геологических скважин, а также в шурфах и шахтах загруженном штампа статическими нагрузками¹ в соответствии с требованиями главы СНиП на проектирование оснований зданий и сооружений.

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^е 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.

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 ГОСТ 12374-77 «Грунты. Метод полевого испытания статическими нагрузками».

9