НИИЖБ Госстроя СССР

Рекомендации

Рпо расчету

железобетонных свайных фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах,с учетом температурных и влажностных воздействий

Москва 1981

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИИЖБ) ГОССТРОЯ СССР

Рекомендации

по расчету

железобетонных

свайных

фундаментов,

возводимых

на вечномерзлых

грунтах, с учетом

температурных

и влажностных

воздействий

Москва Стройиздат 1981

Ж д eg I <и о, f- л а кККО о 0) _ ^ и к н Коэффициенты аа и Ь3 при проектной марке батана по морозостойкости для конструкций I класса

Группа hoi 1 ций фундаи по табл. : стоящих Рс даций Д О) а> к Д Я- <4 35 SA m X Is О ж о ю СО а Мрз 75 о о т 0. 2 Мрз 150 Мрв 200 о о со «0 о. S & «в ■ч* со О. S Мрз 500 I Яз — — 0,3 0,4 0,55 0,7 0,8 0,9 bs — — 0,1 0,25 0,3 0,5 0,65 0,8 II 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 1 Ьц 0,2 0,3 0,4 0,5 0,65 0,8 0,9 1 III аь 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1 bs 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 1

Примечание. Величины коэффициентов a_s и Ь₃ для конструкций II класса умножаются на 1,25 и для конструкций III класса — на 1,5, при этом величины коэффициентов не должны превышать единицы.

При воздействии низких температур начальный модуль упругости бетона рекомендуется умножать на коэффициент рб.м, учитывающий повышение модуля упругости бетона при первом замораживании, или на коэффициент рб.з, учитывающий снижение модуля упругости бетона при длительном попеременном замораживании и оттаивании.

Коэффициент рб.м определяется по формуле

Pe.„ = l + (*М— 1) —(4)

где bм—коэффициент, принимаемый по табл. 3 настоящих Рекомендаций в зависимости от группы конструкций фундамента и марки бетона по морозостойкости;

/г,—см. формулу (2).

Коэффициент рб.з определяется по формуле

рб.9 = 1- (1 - Й*)    gQ »    (б)

где Ъ_а — коэффициент, принимаемый по табл. 4 настоящих Рекомендаций в зависимости от группы конструкций фундамента и проектной марки бетона по морозостойкости; tб — см. формулу (2).

2.5. Коэффициент линейной температурной деформации бетона нормального твердения ссб* в зависимости от условий работы, температуры и проектной марки бетона по морозостойкости принимается по табл. 5 настоящих Рекомендаций.

10

Арматура

2.6. Арматура железобетонных конструкций фундаментов, работающих при воздействии низких температур, принимается согласно главе СНиП П-21-75.

При выборе вида и марки стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также прокатных сталей для закладных деталей учитываются температурные условия эксплуатации конструкций фундамента и характер их цагружения согласно приложениям 3 и 4 главы СНиП П-21-75.

Расчетные характеристики арматуры

2.7.    Расчетные сопротивления основных видов стержневой и проволочной арматуры для предельных состояний первой и второй групп в зависимости от вида и класса арматуры принимаются по табл. 19, 20, 21 и 22 главы СНиП 11-21-75.

Расчетное сопротивление арматуры в соответствующих случаях умножается на коэффициент условий работы арматуры согласно п. 2.28 главы СНиП П-21-75.

При расчете элементов железобетонных конструкций фундаментов, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, влияние низких температур на изменение расчетных характеристик арматуры не учитывается.

2.8.    Модуль упругости арматуры £* для основных видов стержневой и проволочной арматуры принимается по табл. 29 главы СНиП П-21-75.

2.9.    Коэффициент линейной температурной деформации арматуры a at принимается равным 11,5-1 О*"* град*¹.

2*

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

3.1.    В соответствии с главой СНиП П-б-74 «Нагрузки и воздействия», расчетные изменения температуры воздуха А* для наиболее неблагоприятной стадии возведения фундамента определяются как разность между экстремальной температурой t* в

зимнее время и начальной температурой в летнее время, при которой происходит закрепление (замыкание) конструкции фундамента в рассчитываемую систему:

д*¹ =    (6)

3.2.    При расчете свайного фундамента на температурные климатические воздействия рассматриваются два этапа работы фундамента (см. п. 5.1 настоящих.Рекомендаций), поэтому расчетное изменение температуры А^¹ равно

Af* = Af? + AfJ;    (7)

а)    с момента замыкания (лето — осень) до полного замораживания грунта (1-й этап работы фундамента)

= f*.r - fj;    (8)

б)    с момента полного замораживания грунта (зима) до момента с минимальной среднесуточной температурой (2-й этап работы)

А<2 = *^Х-*м.г-    О)

В формулах (8) и (9): tu.v — среднемесячная температура воздуха, при которой происходит полное замораживание грунта (мерзлый грунт), принимаемая равной минус 10°С; i\ —начальная средняя температура за три наиболее теплых месяца года, которую допускается определять по формуле

f® — 0,95/уц -j- 0,05*j    (Ю)

yи, — многолетние среднемесячные июльская и январская температуры) ;

t^x — расчетное значение среднесуточной температуры воздуха в холодное время года согласно СНиП П-6-74.

3.3.    Расчетные изменения температуры допускается определять по формулам:

д/**=0,35Д/;    (11)

д/* «О.боД*,    (12)

где At — абсолютная величина расчетного изменения температуры, принимаемая по табл. 6 настоящих Рекомендаций.

3.4. Для фундаментных (обвязочных) балок отапливаемых зданий в стадии эксплуатации расчетные изменения температуры принимаются согласно пп. 3.2 и 3.3 настоящих Рекомендаций и умножаются на коэффициент 0,8.

12

Таблица 6

с с g Район СССР с вечномерзлым грунтом Абсолютная величина расчетного изменения температуры At, ®С Примечание Кольский полуостров Исключая центральную часть 1 Камчатка полуостров 50 Исключая долину р. Камчатки Новая Земля, Земля Франца Иосифа — 2 Центральная часть Кольского полуострова, долина р. Камчатки, Северная Земля, Ненецкий автономный округ 55 — Новосибирские острова — 3 Яма ло -Ненецкий ацтоном -ный округ 60 Территория за Полярным кругом Чукотский полуостров — Корякский автономный округ Исключая полуостров Камчатка Ямало -Ненецкий автоном -ный округ Исключая территорию за Полярным кругом Чукотский автономный округ Исключая Чукотский полуостров 4 Ханты-Мансийский автономный округ Красноярский край, Хабаровский край, Тувинская АССР, Бурятская АССР, Иркутская, Читинская, Амурская области 65 — 5 Магаданская обл., Эвенкийский автономный ок руг, Якутская АССР 75 —.

13

3.5. Расчетная зимняя температура мерзлого грунта на глубине

0,5 м от поверхности почвы (глубина, на которой принимается заделка свай) в зимне-весенний период в естественных условиях под снегом равна

<о.б=°.8(*„.к.п-Л-5⁰СН-в.    (13)

где /н.х.и'—температура наиболее холодной пятидневки, принимаемая согласно СНиП И-А.6-72 «Строительная климатология и геофизика»;

Т — постоянная температура, °С, принимаемая по табл. А СНиП П-А.6-72; б — абсолютная разность температур, °С, между воздухом и грунтом на глубине 0,5 м, принимаемая по данным, приведенным ниже:

каменистый (гравилистый)............. 10

песчаный, супесчаный.............. 15

суглинистый, глинистый...... 20

заторфованный............. 25

3.6.    Расчетная зимняя температура на глубине 0,5 м от поверхности грунта под отапливаемым зданием с вентилируемым подпольем в условиях эксплуатации приближенно может быть принята равной температуре, определяемой по формуле (13) настоящих Рекомендаций.

3.7.    При применении электропрогрева для твердения монолитного бетона фундаментных (обвязочных) балок расчетное изменение температуры бетона At допускается определять:

а)    при электропрогреве летом — осенью — до полного замо-раживания грунта (1-й этап работы фундамента, см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций) Д^_Э~60°С;

б)    при электропрогреве зимой — весной (2-й этап работы фундамента, см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций) или когда время применения электропрогрева бетона неизвестно:

Д£_2Э — 60 + /р,    (14)

где t_P — абсолютная величина зимней температуры наружного воздуха, °С, принимаемая согласно п. 1.2 настоящих Рекомендаций.

4. РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

4.1.    Расчет деформаций укорочения железобетонных элементов от усадки бетона, вызванной изменением влажности бетона, а также расчет температурных деформаций железобетонных конструкций, вызванных изменением температуры бетона, производится как для бетонного элемента, имеющего одинаковую влажность и температуру бетона по поперечному сечению.

4.2.    Деформации укорочения е_у оси монолитной конструкции фундамента от усадки бетона определяются по формуле

о,2т

еу=* /(nPAuU-e ^п !>    (*5)

где Ки — коэффициент, учитывающий удобоукладываемость бетонной смеси, который принимается при жесткости бетонной

14

смеси: менее 15 с — 1,2; 15 — 35 с — 1; более 35 с —

0,8;

р — коэффициент усадки бетона, учитывающий способ твердения бетона, который принимается для бетона: естественного твердения — 0,03; подвергнутого тепловой обработке — 0,025;

Ди — расчетное изменение относительной влажности бетона элемента, принимается равным

Д« =и_кР — п_с,    (16)

здесь и_кр — относительная критическая влажность бетона, равная

/    160    \    ч

и_кР = (180 + — J10—⁴,    (17)

h_n — приведенная высота сечения, равная площади сучения,

деленной на половину его периметра, соприкасающегося с атмосферой, см; для элементов прямоугольного сечения, соприкасающихся с атмосферой со всех сторон

hn

bh

b+h ’

(18)

н_с — средняя относительная равновесная влажность бетона конструкции, равная

и_с = (1,5 + 0,0025Ап) ф-10—⁴;    (19)

Ф — средняя относительная влажность воздуха, принимаемая, согласно СНиП по строительной климатологии и геофизике, для наиболее холодного месяца в районе строительства; т — время, сут, от изготовления до наступления расчетного этапа работы конструкции (см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций), на который ведется расчет. Если, это время неизвестно, то величина в скобках в формуле (15) принимается равной единице.

4.3.    Деформация укорочения е_у оси элемента сборной конструкции фундамента от усадки бетона принимается равной 0,3 величины укорочения, вычисленной по формуле (15) настоящих Рекомендаций при величине значения в скобках, равной 1.

4.4.    Температурные деформации е* оси железобетонной конструкции фундамента, относящейся к 1-й группе, согласно табл. 2 настоящих Рекомендаций, от изменения температуры бетона определяются в зависимости от расчетной зимней температуры бетона по формулам:

до минус 45°С включительно

е, = (t^x + Ю) а_6и - (Г₀ + 10) а^;    (20)

ниже минус 45°С

e_t= (f^x + 45)oe_We— 35сс_б^ — (^+ 10)а_б,₍,    (21)

где    tl и t^x — определяются по п. 3.2 настоящих Рекомен

даций;

15

абг_д, ct6*₂, ast_$ — коэффициенты линейной температурной деформации бетона соответственно для температур выше минус 10°С, от минус 10°С до минус 45°С включительно и ниже минус 45°С, принимаемые по табл. 5 настоящих Рекомендаций.

4.5. Величины перемещения верха крайней сваи уi и у₂, вызванные деформацией железобетонной фундаментной (обвязочной) балки от воздействия температуры и влажности воздуха, определяются по формулам:

для 1-го этапа работы фундамента (см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций)

'Л = (Д/,а_б, + 0,35s_y) i/_ufe_c;    (22)

для 2-го этапа работы

У2 = a_6t + 0.65е_у) г/_ц6_с.    (23)

В формулах (22) и (23):

А/* и А/£ —расчетные изменения температуры бетона конструкций соответственно для 1-го и 2-го этапов работы фундамента (см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций);

(Хб/ —коэффициент линейной температурной деформации бетона фундаментной (обвязочной) балки, определяемый по п. 5.1 настоящих Рекомендаций; е_у — деформация укорочения оси железобетонной фундаментной (обвязочной) балки, определяемая согласно п.п. 4.2 и 4.3 настоящих Рекомендаций;

Уц — расстояние от центра блока свайного фундамента до рассматриваемой сваи, см; k_c — коэффициент, учитывающий податливость сопряжений в узлах свайного фундамента, принимаемый равным 1 для монолитных и 0,9 для сварных стыков. Для других типов стыков принимается согласно экспериментальным данным или соответствующему обоснованию.

4.6. Величины перемещения верха крайней сваи у\ и у_2} вызванные деформациями фундаментной (обвязочной) балки от воздействия температуры при электропрогреве определяются:

а) при электропрогреве бетона летом и весной (1-й этап работы фундамента, см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций) по формуле

У\ — А^э^б^ц ■    (24)

Величина у₂ определяется по формуле (23);

б) при электропрогреве бетона зимой и осенью (2-й этап работы фундамента, см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций) по формуле:

1/_а = Д?₂э«б*г/ц;    (25)

tJi =0.

В формулах (24) и (25):

А/jg и А/₂э — расчетные изменения температуры бетона при электропрогреве соответственно для 1-го и 2-го этапов

16

работы фундамента, определяемые согласно п. 3.7 настоящих Рекомендаций;

«бt и у_ц — см. формулу (23).

5. РАСЧЕТ УСИЛИЙ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

5.1. Расчет усилий в свайном железобетонном фундаменте от воздействия температуры и влажности воздуха допускается производить приближенным методом.

Железобетонная свая рассматривается как стойка, заделанная в грунт.

Рис. 1. Расчетные схемы работы свайного фундамента а — первый этап работы фундаментов, когда се-зонно-оттаивающий грунт оттаял на глубину Ят; б — 2-й этап работы, когда весь грунт замерз

Учитываются два этапа работы свайного фундамента.

1- й этап. Сезонно-оттаивающий слой грунта глубиной Я_т находится в талом состоянии (лето — осень). Свая считается защемленной в грунт на расстоянии Hi от поверхности грунта (рис. 1, а):

Я₁^Я_х2+(1,5 + ₂)А,    (26)

75

но не более Я-. =-;

а_д

(27)

17

2- й этап. Грунт находится в мерзлом состоянии (зима). Сваи считаются защемленными в грунте около его поверхности (рис. 1,6) на расстоянии, равном

Я,= (1,5 + *)А.

В формулах (26) и (27):

Я_т — глубина оттаивания грунта, см, принимаемая по результатам геологических изысканий. Допускается определять в зависимости от вида грунта и района строительства по картам прил. 1—4 настоящих Рекомендаций; г — коэффициент, учитывающий влияние окружающего грунта на работу свай от горизонтального усилия, вызванного воздействием температуры и влажности воздуха:

з

2 = е~^ад,    (28)

где а_д — коэффициент деформации, равный

® / 1о ^ъкь~

здесь К — коэффициент пропорциональности, кгс/см²;-6_У — условная ширина сваи, см:

Ь_у= 1,56 + 50    (30)

(где b — размер стороны сваи в плоскости, перпендикулярной к действию расчетного усилия, см);

В_а — приведенная жесткость железобетонной сваи, определяемая согласно п. 6.14 настоящих Рекомендаций;

/г — размер стороны сваи в плоскости действия расчетного усилия, см.

При определении Н\ (1-й этап работы фундамента) значение К принимается по табл. 1 прил. 1 СНиП П-17-77 «Свайные фундаменты».

Значение коэффициента К допускается принимать в зависимости от условного расчетного давления на талый грунт Rq, кгс/см²:

при R₀+2

Я=75Я₀;    (31)

при Яо>2

Я = 150 + 350 (R₀ — 2).    (32)

Условное расчетное давление Rq на грунт основания, принимается согласно табл. 1, 2 н 4 прил. 4 СНиП 11-15-74 «Основания зданий и сооружений». Условное расчетное давление на талый грунт допускается принимать по табл. 7 настоящих Рекомендаций.

При определении Н₂ (2-й этап работы фундамента) Rq в формулах (31) и (32) заменяется расчетным давлением на мерзлый грунт R, кгс/см², определяемым по табл. 2 и 8 прил. 6 СНиП 11-18-76 в зависимости от температуры грунта на расстоянии Н₂ от поверхности грунта методом последовательных приближений. Допускается R определять в зависимости от температуры грунта на расстоянии 0,5 м от его поверхности. Условное расчетное давление на мерзлый грунт рекомендуется принимать по табл. 7 настоящих Рекомендаций.

18

Таблица 7

Грунт Условное расчетное давление на талый грунт Я0, кгс/см2 Расчетное давление на мерзлый грунт R, кгс/см2, при минус 10 °С и льдистости менее 0,2 Галечниковый (щебенистый) с пес- 33 чаным заполнителем 4 Пески: крупные 3 33 средней крупности 2,5 33 мелкие влажные 2 28,5 пылеватые влажные 1,5 28,5 Супеси: легкие 1,5 20 пылеватые 1 20 Суглинки: тяжелые 1,2 15 пылеватые 0,8 15 Торф: 0,3 пушицевый 6,7 моховой 0,1 6,7

При температуре грунта ниже минус 10°С условное расчетное давление на мерзлый грунт R принимается равным такому же значению, как и при температуре минус 10°С. При расчетном давлении мерзлого грунта более 15 кгс/см² допускается принимать 2 = 0.

Коэффициент а_д можно определять по графику рис. 2 в за-

V КЬу

висимости от величины X =—г— 10 .

В_п

5.2. Изгибающий момент М_с в месте заделки сваи в грунт на расстоянии Н₂ от его поверхности от совместного воздействия внешней нагрузки, собственного веса, температуры и влажности воздуха при расчете на первое замораживание грунта определяется по формуле

ЛХ_С = (М\ + М₂) п_х + М,    (33)

где Mi и М₂ — изгибающие моменты от воздействия температуры и влажности воздуха соответственно для 1-го и 2-го этапов работы свайного фундамента, определяемые пп. 5.3 и 5.4 настоящих Рекомендаций, тс-м; п_х — коэффициент охлаждения, принимаемый по п. 1.7 настоящих Рекомендаций;

М — момент от внешней нагрузки и собственного веса, тс-м.

5.3. При шарнирном сопряжении свай с фундаментной (обвязочной) балкой (рис. 3) от воздействия температуры и влажности воздуха:

а) величина изгибающего момента в заделке сваи на расчетной глубине #₂ °т поверхности грунта определяется по формулам:

19

Рекомендовано к изданию решением секции теории железобетона и секции по коррозии, спецбетонам и физико-химическим исследованиям НТС НИИЖБ Госстроя СССР.

Рекомендации по расчету железобетонных свайных фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, с учетом температурных и влажностных воздействий / НИИ бетона и железобетона.— М.: Стройиздат, 1981. — 47 с.

Содержат новые положения по расчету деформаций и усилий в железобетонных конструкциях нулевого цикла: сваях, фундаментных (обвязочных) балках и т. д. с учетом воздействия температуры и влажности воздуха. Приведены данные о влиянии низкой-температуры на прочность и деформативность бетона и примеры расчета свайных фундаментов на воздействие температуры и влажности воздуха.

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

Табл. 8, ил. 11.

30213—463

Р -—    Инструкт-нормат.,    I    вып.    —    72    —    80.    3202000000

047(01)—81

© Стройиздат, 1981

для 1-го этапа работы фундамента

(34)

Mi

Зг/хЯп (Я₂ + Я_в)

№+Яв)*

для 2-го этапа работы фундамента

(35)

(обвязоч-

.. _ Зг/₂Я_П ²" (Я₂ + я_в)* ^;

М_г+М₂

я₂ + Я_в

(36)

N_r == 0,5л

б) величина горизонтального усилия в фундаментной пой) балке определяется

В формулах (34) — (36):

у 1 и г/₂ — горизонтальные перемещения верха сваи, определяются по п. 4.5 настоящих Рекомендаций;

В_п — приведенная жесткость сечения сваи, определяется по п. 6.14 настоящих Рекомендаций;

И _и И г и Я_в — см. рис. 3;

п — количество пролетов в свайном фундаменте между температурными швами.

5.4. При жесткой заделке свай в фундаментную (обвязочную) балку определение усилий в рамной конструкции свайного фундамента от воздействия температуры и влажности воздуха следует

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

Рекомендации по расчету железобетонных свайных фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, с учетом температурных и влажностных воздействий разработаны в дополнение главы СНиП П-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции», главы СНиП П-18-76 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах», «Руководства по проектированию свайных фундаментов» и «Рекомендаций по расчету железобетонных ростверков свайных фундаментов, под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий».

Рекомендации содержат основные положения по определению деформаций и усилий в железобетонных свайных фундаментах при воздействии температуры и влажности воздуха, электропрогрева с учетом влияния температуры на прочность и деформативность железобетонных конструкций.

Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А. Ф. Милованов, кандидаты техн. наук В. Н. Самой-ленко, М. М. Капкин, инж. Т. Н. Малкина) при участии ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (инж. И. А. Белышев), ЦНИИПром-зданий Госстроя СССР (инж. В. С. Балюков), НИЙОСП Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. С. С. Вялов, канд. техн. наук Г. Н-Максимов).

При составлении Рекомендаций использованы материалы Лен-ЗНИИЭП Госстроя РСФСР (канд. техн. наук К. Ф* Маркин) и Якутского Государственного университета (канд. техн. наук В. Н* Муха и др.).

Общее редактирование Рекомендаций осуществлено д-ром техн. наук, проф. А. Ф. Миловановым и канд. техн. наук В. Н. Самой-ленко.

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Инсти* тутская ул., 6.

Дирекция НИИДВ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Общие указания

1.1.    Настоящие Рекомендации предназначены для расчета железобетонных конструкции нулевого цикла:    свай,    фундаментных

(обвязочных) балок и ростверков, прогонов и плит перекрытия над холодным подпольем с неутепленными нижними поверхностями зданий и сооружений, возводимых в районах вечной мерзлоты, с учетом воздействия температуры и влажности воздуха при расчетной зимней температуре наружного воздуха ниже минус 20°С с использованием в качестве основания грунтов в мерзлом состоянии при строительстве и в течение эксплуатации здания.

1.2.    Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета конструкций фундаментов ¹ принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике.

Влажность наружного воздуха для расчета деформаций усадки бетона в конструкции фундамента определяется как средняя ■относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца в зависимости от района строительства согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике.

1.3.    Расчетная зимняя температура бетона конструкций фундамента с холодным вентилируемым подпольем, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, определяется из теплотехнического расчета температур, согласно главе СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», или методами расчета температурных полей, или по теории теплопроводности, или по соответствующим нормативным документам.

Допускается расчетную зимнюю температуру бетона принимать одинаковой по всему поперечному сечению конструкции.

В фундаментных (обвязочных) балках, ростверках, прогонах и верхней части свай, находящихся над поверхностью грунта, расчетная зимняя температура бетона принимается равной:

расчетной зимней температуре наружного воздуха в районе строительства — для открытых сооружений зданий, а также неотапливаемых и отапливаемых зданий при расчете на период строительства:

расчетной зимней температуре наружного воздуха, умноженной на коэффициент 0,8 — для отапливаемых зданий.

В нижней части сваи, находящейся в мерзлом грунте, расчетная зимняя температура бетона принимается равной расчетной зимней температуре грунта на глубине 0,5 м от поверхности.

Основные расчетные требования

1.4.    Железобетонные конструкции фундаментов, сооружаемые на вечномерзлых грунтах, рассчитываются на основе требований

главы СНиП П-21-75 с учетом дополнительных положений, иэло** жениых в настоящих Рекомендациях.

При расчете железобетонных конструкций фундаментов учитываются изменения физико-механических и упругопластических свойств бетона в зависимости от воздействия низкой температуры воздуха.

1.5.    Расчет конструкций фундаментов, с учетом воздействия температуры и влажности воздуха, производится на все возможные неблагоприятные сочетания нагрузок согласно главе СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия» для следующих двух основных расчетных стадий работы:

первая — первое замораживание до расчетной зимней температуры бетона конструкции;

вторая — длительное попеременное замораживание и оттаивание.

Расчет статически неопределимых конструкций фундаментов по предельным состояниям первой и второй групп рекомендуется производить:

а)    на первое замораживание (первая расчетная стадия работы), когда возникают наибольшие усилия от воздействия температуры и влажности воздуха. Усилия в элементах от совместного воздействия температуры, влажности, внешней нагрузки и: собственного веса определяются с учетом повышения прочностных и упругопластических свойств бетона от воздействия низкой температуры. Расчет выполняется в предположении, что замыкание конструкций фундамента будет произведено в наиболее неблагоприятное время года — летом (в самые жаркие дни);

б)    на длительное попеременное замораживание и оттаивание (вторая расчетная стадия работы), когда происходит снижение прочности и жесткости элементов и уменьшение усилий от воздействия низкой температуры. Усилия и деформации в элементах от кратковременной нагрузки и от длительного действия постоянных и длительных нагрузок определяются с учетом снижения прочностных и упругопластических свойств бетона от попеременного замораживания и оттаивания.

Расчет статически определимых конструкций фундаментов по предельным состояниям первой и    второй групп рекомендуется

производить только на длительное попеременное замораживание и оттаивание (вторая расчетная стадия работы).

1.6.    Расчет усилий в фундаменте от воздействия температуры и влажности воздуха рекомендуется производить из условия совместной работы сваи и грунта. Грунт в мерзлом и талом состоянии принимается линейно-деформнруемым. Учитываются также увеличение коэффициента деформаций (коэффициента постели) грунта на глубине и заделка сваи в нижележащей толще мерзлого грунта.

Усилия в статически неопределимых конструкциях фундаментов от внешней нагрузки, собственного веса и от воздействия температуры и влажности воздуха допускается определять по правилам строительной механики методом последовательных приближении» рассматривая сваю как стойку, защемленную в грунте. При этом жесткость элементов определяется с учетом неупругих деформаций и наличия трещин в бетоне ог совместного действия внешней нагрузки, собственного веса, усилий от воздействия температуры и влажности воздуха.

1.7.    Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициеи-

тов перегрузок, коэффициентов сочетаний, а также деление нагрузок на постоянные и временно-длительные, кратковременные, особые принимаются в соответствии с требованиями главы СНиП II-6-74, а также указаниями п. 1.13 главы СНиП П-21-75.

Расчетные усилия от воздействия температуры и влажности воздуха при расчете по деформациям, образованию трещин и кратковременному их раскрытию определяются с учетом коэффициента охлаждения я_х — 0,9.

1_Л8. При учете пространственной работы свайного фундамента расчет свай производится на косое внецентренное сжатие. Усилия от воздействия температуры и влажности воздуха в одном направлении определяются с учетом дополнительного снижения жесткости сечения от усилия, действующего в другом направлении.

Расчет свайного фундамента на воздействие температуры и влажности воздуха допускается производить без учета его пространственной работы.

1.9.    При применении электропрогрева бетона фундаментных (обвязочных) балок, прогонов и плит перекрытия над холодным подпольем возникают усилия от температурных деформаций, которые рекомендуется определять согласно п. 4.6 настоящих Рекомендаций.

Для снижения величины усилий, вызванных электропрогревом бетона, рекомендуется посередине температурного блока устраивать шов бетонирования, который замоноличивается после охлаждения конструкций до температуры наружного воздуха. В этом случае увеличение усилий от электропрогрева бетона можно не учитывать.

1.10.    В железобетонных конструкциях фундаментов, подвергаемых воздействию температуры и влаги грунта (I группа конструкций, см. табл. 2 настоящих Рекомендаций), возможно появление внутренних усилий, возникающих в результате различия величины коэффициентов температурных деформаций бетона aet и арматуры а_а*. Указанные усилия могут вызывать появление трещин в сваях. В этом случае допускается величину напряжения в бетоне конструкции определять по формуле (31) Инструкции СН 482-76, принимая значения aet и а.и согласно пп. 2.5 и 2.9 настоящих Рекомендаций. При одинаковой температуре бетона по поперечному сечению свай напряжения растяжения в бетоне, допускается определять по формуле

Ор = 0,6 [а_а/ (tft — ^    Рб.м»    ^    ^

где    tб — расчетная зимняя температура бетона в_г поперечном се

чении сваи, принимаемая согласно п. 1.3 настоящих Рекомендаций, °С;

—начальная температура воздуха, принимаемая согласно

п. 3.2 настоящих Рекомендаций, °С;

£_t—температурная деформация бетона, определяемая по формуле (20) или (21), в которых Е принимается равной /с,;

Ев — начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении, кгс/см²;

Ро.м — определяется по формуле (4).

1.11.    Предельно допустимая ширина кратковременного а_т.к_Р и длительного а_т.дл раскрытия трещин в железобетонных кон-

струкциях фундаментов З-й категории трещиностойкости, эксплуатируемых в неагрессивной среде, устанавливается по табл. 1 настоящих Рекомендаций.

Таблица 1

Арматура Предельно допустимая ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин, мм, при группе конструкций фундамента (по табл. 2 настоящих Рекомендаций) I II III ат.кр йт.Дл ат.кр ат.Дл ат.кр ат.дл Стержневая классов A-I, А-И и A-III 0,3 0,2 0,3 0,2 0,4 0,3 Стержневая классов А-IV, Ат-IV, A-V, Ат-V; прово- лочная классов В-I и Вр-1 0,3 0,2 0,4 0,3

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ

Бетон

2.1.    Для железобетонных конструкций фундаментов, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, следует предусматривать бетон, который в зависимости от условий работы фундамента отвечает требованиям по прочности на сжатие, морозостойкости и водонепроницаемости, изложенным в табл. 2 настоящих Рекомендаций.

2.2.    Бетон для фундаментов применяется с расходом цемента не более 450 кг/м³ и водоцементным отношением не более: 0,4 для •бетона марки М 400; 0,45 — М 300; 0,5 — М 200.

Расчетные характеристики бетона

2.3.    Расчетные сопротивления бетона соответственно для предельных состояний первой и второй групп в зависимости от проектной марки бетона по прочности на сжатие принимаются по табл. 11 и 13 главы СНиП 11-21-75.

Расчетные сопротивления бетона в соответствующих случаях умножаются на коэффициенты условий работы (см. п. 2.13 главы СНиП П-21-75).

При расчете элементов конструкций фундаментов, сооружаемых на вечномерзлых грунтах, расчетные сопротивления бетона #пр и Япрп рекомендуется дополнительно умножать, кроме того, на коэффициент условий работы бетона при сжатии /Пб.м (при расчете на первое замораживание) или на /Пб.з (при расчете на длительное попеременное замораживание и оттаивание), а расчетные сопротивления бетона R_P и R_vu — на коэффициент условий работы бетона при растяжении ш_р._м (при расчете на первое

7

00

Минимальные проектные марки бетона

о. Z 5 5 8Я я ч _ я Условия работы фундамента но прочности на сжатие по морозостойкости по водонепроницаемости 2 >. с ^ характеристика режима расчетная зимняя температура наружного воздуха для фундаментов зданий и сооружений класса Си 5“ и =г I—Ш X п III I II III I Железобетонные сваи и другие конструкции, располо- Ниже минус 40 °С мзоо Мрз 300 Мрз 200 Мрз 150 В-6 В-4 В-2 женные ;в сезонно-оттаиваю-щем слое грунта и подвергающиеся попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии Ниже минус 20 °С до минус 40 °С включительно М 300 Мрз 200 Мрз 150 Мрз I 00 В-4 В-2 Не нормируется II Фундаментные (обвязочные) балки, ростверки, оголов-ники свай, прогоны и плиты Ниже минус 4 0 °С М 250 Мрз 200 Мрз 1 50 Мрз 1 00 В-4 В-2 То же перекрытий холодного подполья, подвергающиеся воздействию атмосферных осадков и попеременному замораживанию и оттаиванию. Сваи, расположенные в грунте, но защищенные от воздействия влаги Ниже минус 20 С до минус 40 °С включительно М 250 Мрз 100 Мрз 75 Мрз 50 В-2 Не нормируется III Фундаментные (обвязочные) балки, ростверки, оголов-ники свай, прогоны и плиты перекрытия холодного подполья, защищенные от воздействия атмосферных осадков Ниже минус АО пС М 200 Мрз 1 50 Мрз I 00 Мрз 75 В-4 В-2 » Ниже минус 20 °С до минус 40 °С включительно М 200 Мрз 75 Мрз 50 Не нормируется »

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно п, 1.2 настоящих Рекомендаций.

замораживание) или на т_р,₈ (при расчете на длительное попеременное замораживание ц оттаивание).

Коэффициент условий работы бетона при сжатии тб._м при расчете на первое замораживание определяется по формуле

я»б.м = 1 + («М—!) “Ё" .    (2)

ЬО

где а_м — коэффициент, принимаемый по табл. 3 настоящих Рекомендаций в зависимости от группы конструкции фундамента и проектной марки бетона по морозостойкости; tб — абсолютное значение расчетной зимней температуры бетона конструкции фундамента., °С.

Таблица 3

Группа конструкций фундамента по габл. 2 настоящих Рекомендаций	Обозначе* ния коэф фициентов	Коэффициенты а., н*Ь.Й при проектной м М марке бетона по морозостойкости
		Мрз 50	юо N *-» «1 (О 0.0,	О О юо <N 01 П 0,0, ££	О «э €0 Ю Р. 2	о о ч* 0} о. 2	С» • ю m О. £
I	Дм	—	—	2	1,9	1,8	1,7
	Ьи	—	—	1,8	1,7	1,6	1,65
II	Ям	2,1	2	1,9	1,8	1,7	i,6
	Ьк	1,9	1,8	1,7	1,6	1,5	1,4
III	Дм	1,8	1,7	1,6	1,5	1,4	1,3
	Ьи	1,7 | 1,6		1,5	СО		1,2

Коэффициент условий работы бетона при сжатии при расчете на длительное попеременное замораживание и оттаивание определяется по формуле

т.» «= 1 — (1 — а,) — ,    (3)

где а₃ — коэффициент, принимаемый по табл. 4 настоящих Рекомендаций в зависимости от группы конструкции фундамента и проектной марки бетона по морозостойкости; tб — см. формулу (2).

Коэффициент условий работы бетона при растяжении т_р._м при расчете на первое замораживание принимается равным 1,1 X

ХШб.м.

Коэффициент условий работы бетона при растяжении т_р-3 при расчете на длительное попеременное замораживание и оттаивание принимается равным 0,9 тс.а.

2.4. Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении Еq принимается по табл. 18 главы СНиП П-21-75.

2-17

1

В дальнейшем в тексте настоящих Рекомендаций для краткости под термином «фундаменты» понимаются железобетонные конструкции нулевого цикла: сваи, фундаментные (обвязочные) балки, ростверки, прогоны и плиты перекрытия над холодным подпольем.