ТСН 50-303-99 (ТСН МФ-97 МО), часть 3

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4

(3)

где - относительная деформация морозного пучения грунта, доли ед., определяется по результатам испытаний грунтов или по графикам (см. рис. 2.1);

- расчетная глубина промерзания грунта, определяемая по СНиП 2.02.01-83*.

5. Удельная нормальная сила пучения грунта , кПа, в зависимости от вида фундамента определяется по формулам:

для ленточного фундамента

(4)

для столбчатого фундамента

(5)

где b,u - соответственно ширина подошвы ленточного и периметр подошвы столбчатого фундаментов, м;

- толщина слоя грунта, м, под фундаментом, вызывающего деформацию пучения , для первой схемы расчета (см. табл. 1 ) для остальных двух схем

- коэффициент условий работы пучинистого грунта под фундаментом, определяемый по табл. 2 в зависимости от и площади подошвы ; для ленточного фундамента где =1 м;

- сопротивление смещению мерзлого грунта относительно фундамента, кПа, определяемое по графику (рис. 1) в зависимости от расчетной температуры и скорости пучения грунта под фундаментом.

Скорость перемещения грунта , см/сут, при его пучении под фундаментом определяется из выражения

(6)

где - подъем ненагруженного основания, см, определяемый в соответствии с п.4;

- продолжительность периода, мес., промерзания грунта под фундаментом при продолжительности зимнего периода, равного для Московской области 5 мес.

(7)

Расчетная отрицательная температура грунта (°С), промерзшего под фундаментом, определяется по формуле

(8)

при (9)

где - расчетная температура у поверхности планировки грунта в период его промерзания под фундаментом, °С;

- средняя температура воздуха наиболее холодного месяца зимнего периода, °С; для Московской области =-10,5°С.

6. Подъем основания фундамента при промерзании пучинистого грунта под его подошвой с учетом передаваемого на грунт давления от здания определяется по формуле

(10)

где Р - давление под подошвой фундамента от внешней нагрузки, кПа;

- те же обозначения, что в пп. 4 и 5;

- коэффициент, учитывающий влияние подушки на напряженное состояние пучинистого грунта, определяется по табл. 3.

Таблица 1

Схемы расчета подъема ненагруженного основания фундамента

Примечания: 1. Значение рассчитывается с учетом прогноза изменения уровня подземных вод;

2. z - наименьшее расстояние, м, от границы сезонного промерзания до уровня подземных вод, при котором эти воды не оказывают влияния на увлажнение промерзающего грунта; значение z определяется по таблице 2.2.

Рис. 1. Значение сопротивления смещению пучинистого грунта относительно подошвы фундамента

7. Относительная деформация пучения основания с учетом жесткости конструкций определяется по формуле

(11)

где - коэффициент, зависящий от отношения и показателя гибкости К системы основание-фундамент-стена здания, методика расчета которого приведена в Приложении 5; значения определяются по графику (рис. 2);

q - расчетная нагрузка на основание, кН/м;

L - длина фундамента здания (отсека здания), м.

Остальные значения те же, что и в пп. 5 и 6.

Таблица 2

Значения коэффициента

8. В том случае, когда условия (3.1), (3.2) не выполняются, принимается большая глубина заложения фундамента с повторным расчетом его устойчивости на воздействие касательных сил пучения (1), большая толщина подушки, увеличивается жесткость стены путем устройства железобетонных или армированных поясов, выполняются инженерно-мелиоративные, тепловые и химические мероприятия, направленные на уменьшение влажности окружающего фундамент грунта и глубины его промерзания. Выбор того или иного мероприятия или совокупности их зависит от конкретных условий строительства.

Таблица 3

Значения коэффициента

Примечание. Для промежуточных значений коэффициент определяется по интерполяции.

9. Максимальные значения изгибающего момента М, кН.м, и поперечной силы F, кН, возникающих в системе фундамент-стена здания, определяются по формулам

(12)

(13)

где - то же значение, что в формуле (1) Приложения 5.

Входящие в формулы (12, 13) коэффициенты и , определяются по графикам (рис. 3 и рис.4).

Рис. 2. Зависимость от

Рис. 3. Зависимость от

Рис. 4. Зависимость от

10. Изгибающие моменты и поперечные силы в отдельных конструктивных элементах (фундамент, цоколь, стена, пояс) определяются по формулам

(14)

(15)

где, - соответственно изгибная и сдвиговая жесткость i-го конструктивного элемента;

, - то же, всей системы.

- модуль сдвига, кН·м, материала i-го конструктивного элемента;

[A - соответственно] площадь поперечного сечения i-го элемента.

11. Силы , кН, возникающие в связях панельных стен, определяются по формуле

(16)

где - те же обозначения, что в формуле ( 13) Приложения 5.

12. По найденным внутренним усилиям в соответствии с требованиями глав СНиП 2.03.01.84 "Бетонные и железобетонные конструкции", СНиП II-22-81 "Каменные и армокаменные конструкции" производится расчет на прочность мелкозаглубленного ленточного или фундаментальной балки столбчатого фундамента, а также конструктивных элементов стены.

13. Учитывая знакопеременный характер деформаций оснований из пучинистых грунтов (подъем в период промерзания грунта и осадка при его оттаивании), железобетонные элементы следует армировать в верхней и нижней частях сечений.

Приложение 5

Рекомендуемое

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЯ ГИБКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ

1. Показатель гибкости конструкций здания К определяется по формуле

(1)

где - приведенная жесткость на изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс усиления-стена, определяемая по формуле (4), кН·м;

С - коэффициент жесткости основания при пучении грунта, кН/м;

L - длина стены здания (отсека), м;

для оснований ленточных фундаментов

(2)

для оснований столбчатых фундаментов

(3)

Здесь - те же обозначения, что в пп.4, 5 Приложения 4;

- число столбчатых фундаментов в пределах длины стены здания (отсека).

2. Приведенная жесткость на изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс усиления-стена, кН·м, определяется по формуле

(4)

где - соответственно жесткость на изгиб фундамента, цоколя, пояса усиления, стены здания.

3. Жесткость на изгиб, кН · м, фундамента, цоколя и пояса усиления определяется по формулам

(5)

(6)

(7)

где -соответственно модули деформации, кПа, материала фундамента, цоколя, пояса;

- соответственно момент инерции, м, поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления относительно собственной главной центральной оси;

- соответственно площади поперечного сечения, м, фундамента, цоколя и пояса усиления;

- соответственно расстояния, м, от главной центральной оси поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления до условной нейтральной оси сечения всей системы;

- соответственно коэффициенты условий работы фундамента, цоколя и пояса усиления, принимаемые равными 0,25;

Жесткость на изгиб фундамента, состоящего из блоков, не связанных между собой, принимается равной нулю. Если цоколь является продолжением фундамента или обеспечена их совместная работа, цоколь и фундамент следует рассматривать как единый конструктивный элемент. При отсутствии поясов усиления =0. При наличии нескольких поясов усиления жесткость на изгиб каждого из них определяется по формуле (7).

4. Жесткость на изгиб, кН·м стен из кирпича, блоков, монолитного бетона (железобетона) определяется по формуле

(8)

где - модуль деформации материала стены, кПа;

- коэффициент условий работы стены, принимаемый равным 0,15 - для стен из кирпича, 0,2 - для стен из блоков, 0,25 - для стен из монолитного бетона;

- момент инерции поперечного сечения стены, м; определяется по формуле (9);

- площадь поперечного сечения стены, м;

- расстояние, м, от главной центральной оси поперечного сечения стены до условной нейтральной оси сечения всей системы.

Момент инерции поперечного сечения стены определяется по формуле

(9)

где - соответственно момент сечения стены по проемам и по простенкам, м.

Площадь поперечного сечения стены определяется по формуле

(10)

где - толщина стены, м.

Расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определяется по формуле

(11)

5. Расстояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент-цоколь-пояс усиления-стена определяется по формуле

(12)

где - соответственно модуль деформации и площадь поперечного сечения i-го конструктивного элемента (цоколя, стены, пояса);

- коэффициент условий работы i-го конструктивного элемента;

- расстояние от главной нейтральной оси поперечного сечения i-го конструктивного элемента до главной центральной оси поперечного сечения фундамента.

6. Жесткость на изгиб, кН·м стен из панелей определяется по формуле

(13)

где - соответственно модуль упругости, кПа, и площадь поперечного сечения, м, j-ой связи;

m - число связей между панелями;

- расстояние от j-ой связи до главной центральной оси поперечного сечения фундамента,м;

- расстояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент-стена здания, определяемое по формуле

(14)

в которой n - число конструктивных элементов в системе фундамент-стена.

Приложение 6

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ НА ЛОКАЛЬНО УПЛОТНЕННОМ ОСНОВАНИИ

1. При проектировании фундамента на локально уплотненном основании следует определить его несущую способность по грунту и выполнить расчет по деформациям пучения.

2. Расчетная несущая способность фундамента на локально уплотненном основании по грунту определяется по формуле

(1)

где - коэффициент условий работы грунта под подошвой фундамента, принимаемый: для забивных блоков и фундаментов в выштампованных котлованах =1; для фундаментов в вытрамбованных полостях при (отношение объема втрамбованного в основание щебня к объему фундамента) (0,8-0,3);

- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности фундамента, принимаемый: для забивных блоков =1; для фундаментов в выштампованных полостях =0,95; для фундаментов в вытрамбованных полостях =0,9;

- несущая способность подошвы фундамента столбчатого или 1 м ленточного фундамента (соответственно мН или мН/м);

- несущая способность боковой поверхности столбчатого или 1 м ленточного фундамента (соответственно мН и мН/м).

3. Расчетная несущая способность подошвы фундамента определяется по формуле

(2)

где R- расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа, определяемое по графикам и таблице (рис. 1);

- площадь подошвы столбчатого или 1 м ленточного фундамента, м.

Примечания:

1) Для глинистых грунтов значение R определяется в зависимости от средневзвешенного значения степени влажности , плотности сухого грунта и показателя текучести в пределах 0,5 м выше и 1,5 м ниже пяты фундамента.

2) При глубине заложения подошвы фундамента 0,5 м приведенные на рис. 1 значения R умножаются на коэффициент 0,65; при глубине заложения подошвы фундамента 1 м - на коэффициент 0,9; при промежуточных значениях глубины значения R принимаются по интерполяции.

4. Расчетная несущая способность боковой поверхности столбчатых фундаментов определяется по формуле

(3)

где - угол наклона боковых граней фундамента к вертикали, град.;

- соответственно угол внутреннего трения, град., и удельное сцепление, кПа, уплотненного грунта (определяется по табл. 1);

А - площадь боковой поверхности грани фундамента, м;

V - равнодействующая давления грунта на одну грань фундамента, кН, определяемая для однородного однослойного основания по формуле

(4)

где d - глубина заложения подошвы фундамента, м;

- коэффициент, учитывающий пространственный характер работы фундамента, принимаемый 1,3 для песчаных и 1,5 для глинистых грунтов;

- удельный вес грунта, кН/м;

- размер подошвы фундамента, м;

- угол трения грунта о боковую поверхность фундамента, град., принимаемый для песчаных и - для глинистых грунтов;

- коэффициент отпора грунта, определяемый по графикам на рис. 2, 3 в зависимости от угла внутреннего трения уплотненного грунта и угла наклона боковых граней фундамента ;

- давление грунта, кПа, обусловленное сцеплением, равное

(5)

- показатель текучести грунта природной структуры;

- соответственно расчетный угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта природной структуры.

5. Расчетная несущая способность поверхности 1 м ленточного фундамента в вытрамбованной (выштампованной) траншее определяется по формуле

(6)

где - те же обозначения, что в формуле 3.

При определении V по формуле (4) коэффициент для ленточных фундаментов принимается равным 1.

а)

б)

Рис 1. Значения расчетного сопротивления R под подошвой фундаментов на уплотненном основании, погруженных на глубину 1,2 м в грунт:

а) глинистый; б) песчаный.

Рис. 2. Графики для определения коэффициента для песчаных грунтов в зависимости от угла внутреннего трения грунта и угла наклона к вертикали надвигающейся на грунт грани при угле трения грунта о бетонную поверхность

Рис. 3. Графики для определения коэффициента для глинистых грунтов в зависимости от угла внутреннего трения грунта и угла наклона к вертикали надвигающейся на грунт грани при угле трения грунта о бетонную поверхность

6. При многослойном основании расчетная несущая способность боковой поверхности фундамента определяется суммированием нагрузок, воспринимаемых участками боковой поверхности на контакте с этими слоями:

для столбчатого фундамента

(7)

для ленточного фундамента

(8)

где n - число слоев на контакте с боковой поверхностью фундамента;

- соответственно угол внутреннего трения, град., удельное сцепление, кПа, уплотненного грунта i-го слоя;

- площадь i-го участка боковой грани, м;

- равнодействующая давления грунта на i-ом участке боковой грани, кН, определяемая в соответствии с пп.7,8.

Таблица 1

7. При двухслойном основании равнодействующая давления в слое № 1 определяется по формуле (4), а в слое № 2 - по формуле

(9)

где - соответственно удельный вес, кН/м, толщина, м, первого слоя;

- соответственно удельный вес, кН/м, коэффициент отпора, давление, обусловленное сцеплением грунта, кПа, толщина, м, слоя № 2.

8. При трехслойном основании равнодействующая давления грунта в слое № 2 определяется по формуле (9), при этом вместо следует подставлять размер , равный размеру поперечного сечения фундамента на уровне подошвы слоя № 2.

Равнодействующая давления грунта в слое № 3 определяется по формуле

(10)

в которой параметры определяются для слоя №3.

9. Подъем фундамента силами пучения определяется по формуле

(11)

где - относительное выпучивание ненагруженного фундамента,

(12)

- подъем ненагруженной поверхности грунта на уровне верхнего обреза фундамента, см, определяется по формуле (3) Приложения 4;

N - расчетная нагрузка на фундамент, кН (для второй группы предельных состояний),

- действующая на фундамент сила пучения, кН;

- угол наклона боковых граней фундамента к вертикали, град.,

- соответственно расчетная глубина промерзания грунта и глубина заложения фундамента, см;

- эмпирические коэффициенты; при при

10. Сила пучения, действующая на фундамент, определяется по формуле

(13)

где - коэффициент, характеризующий влияние уплотнения грунта на касательные силы пучения; принимается равным 0,7;

-те же обозначения, что в п. 2 Приложения 4;

- удельная нормальная сила пучения, кПа, определяется по формулам п. 5 Приложения 4 с учетом п.11;

- то же, что в п. 3;

- то же, что в п. 9.

11. Удельная нормальная сила пучения грунта , кПа, уплотненного при забивке блока, вытрамбовывании (выштамповывании) полости в основании, определяется из выражения

(14)

где - коэффициент, характеризующий влияние уплотнения грунта на нормальные силы пучения, определяется по формулам:

при (15)

при (16)

- глубина зоны уплотнения, определяемая из выражения

(17)

(18)

- соответственно природная влажность грунта и влажность на границе раскатывания, доли ед.

12. Относительная деформация пучения основания определяется в соответствии с п. 7 Приложения 4; при вычислении показателя гибкости К следует принимать: для ленточных фундаментов , для столбчатых , (где=1 м; n - число столбчатых фундаментов в пределах длины здания L, м), остальные обозначения те же, что в п. 9 Приложения 6. При определении значения принимаются: для ленточных фундаментов , для столбчатых - .

13. Внутренние усилия в системе фундамент (фундаментальная балка) - стена здания и в отдельных конструктивных элементах определяются согласно пп. 9, 10, 11 Приложения 4 с учетом п. 12.

14. При расчете конструкций на прочность следует руководствоваться пп. 12, 13 Приложения 4.

15. Условие (4.2) считается выполненным, если

(19)

где - то же, что в пп. 4, 5.

Приложение 7

Рекомендуемое

Машины и механизмы для уплотнения грунтов

Приложение 8

Рекомендуемое

ТРЕБОВАНИЯ К СТЕНАМ ПОДВАЛОВ

1. Для полного исключения влияния фундамента на стену подвала необходимо последнюю располагать на расстоянии < где - отметки соответственно пола подвала и подошвы фундамента, м; Р - среднее давление на грунт под подошвой фундамента, кПа; - расчетные значения удельного сцепления, кПа, и угла внутреннего трения грунта, град.

2. Стену подвала допускается располагать в непосредственной близости от фундамента (рис. 1, а; 1, в; 1, г) или совмещать с фундаментом (рис. 1,б; 1, в; 1, г). В этих случаях ее следует рассчитывать на прочность.

3. При устройстве монолитных стен подвалов способом "стена в грунте" работы должны производиться в следующей последовательности:

- в местах предусмотренного проектом расположения стен подвала в основании нарезаются щели шириной 15... 25 см с помощью баров, щелерезов или дискофрезерных машин (при необходимости стенки щелей крепятся бентонитовым раствором);

- в щелях устанавливаются звенья инвентарной П-образной опалубки, позволяющей при бетонировании сформировать в стенах ребра жесткости;

- в местах расположения ребер устанавливаются доски толщиной 30... 40 мм с забитыми в них гвоздями, обращенными в сторону щелей;

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4