2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА. Расчет подошвы фундамента
2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА
γII,, - то же для грунта выше подошвы фундамента; СII - расчетное значение удельного сцепления грунта под ней, кПа; d - глубина заложения фундамента бесподвального здания или приведенная глубина заложения, исчисляемая от пола подвала по формуле
di= hs + hcf | γcf | , | |
γ | |||
|
| ||
| II |
|
где hs - толщина слоя грунта выше подошвы со стороны подвала, м; hcf - толщина конструкции пола подвала; γcf - удельный вес материала пола; db- глубина подвала, исчисляемая от отметки планировки до пола подвала (при глубине подвала больше 2 м принимают db=2 м, при ширине подвала больше 20
м db= 0).
Полученные значения расчетного сопротивления сравнивают с табличным значением Ro. Если расхождение больше 20%, то находят новое значение площади подошвы А по формуле (2), подставляя в нее вместо Ro значение R, полученное по формуле (3) или (4).
Как правило, проектировщики ограничивают полученное значение расчетного сопротивления, принимая его не более 600кПа из-завозможного ухудшения свойств грунта основания (например, при рытье котлована, обводнении и промерзании).
2.6. ПРОВЕРКА УСЛОВИЙ РАСЧЕТА ОСНОВАНИЯ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ
Основным расчетом оснований является расчет по деформациям, при этом расчетная схема для определения осадки принимается в виде линейнодеформационного полупространства, поэтому давление на основание не должно превосходить расчетного сопротивления R, определяемого по формуле
(3) или (4). Таким образом, возможность данного расчета по деформациям проверяется следующими условиями: PII≤R, Pmax≤1,2R и Pmin≥0.
Среднее давление под подошвой фундамента определяют по формуле РII = NII'/ A ,
где NII'=NOII+GfII - наибольшая вертикальная нагрузка; GfII=b.l.d.γmt - вес фундамента.
Полученное среднее давление сопоставляют с расчетным сопротивлением. Если условие PII≤R не удовлетворено или PII меньше R и разница составляет более 10%, изменяют размеры фундамента. При изменении размера b пересчитывают значение расчетного сопротивления. Добившись соблюдения условия PII≤R, проверяют выполнение условий Pmax≤1,2R и Pmin≥0.
studfiles.net
3. Расчёт фундамента мелкого заложения
3.1 Определение глубины заложения фундамента
Рисунок 1 – К определению глубины заложения фундамента
Здание имеет подвал глубиной 3 м, следовательно, в любом случае подошва фундамента будет ниже глубины промерзания. Определим минимальную глубину заложения исходя из нормативной глубины промерзания по формуле:
df=kh∙dfn(8)
где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов наружных стен, определяем по таблице 13 [1];
dfn – нормативная глубина промерзания, определяемая по карте нормативных глубин промерзания, для города Быхова dfn= 1,05м
df=0,6∙1,05=0,63м
Назначаем глубину заложения фундамента в зависимости от п.1 и п.5 гл.4[17]. Отметка чистого пола, согласно заданию, при DL=-0,30 м будет равна 62,80 м, отметка пола подвала будет в этом случае равна 62,8-3=59,8 м.
Отметка низа перекрытия над подвалом 62,50 м. Принимаем конструкцию фундамента из пяти блоков высотой 0,6м и подушки высотой 0,3 м. Таким образом, отметка подошвы фундамента составит 59,02 м.
Для того, чтобы посчитать глубину заложения фундамента нужно от отметки уровня земли отнять отметку низа подошвы фундамента:
d=62,5-59,2=3,3м
3.2 Устройство песчаной подушки
Так как суглинок мягкопластичный не может являться естественным основанием, то ставим фундаментную плиту на песчаную подушку мощностью 1м.
Зададимся характеристиками, которыми должен обладать грунт песчаной подушки: ρds=1,62 г/см3— требуемая плотность; Woпт=12%— оптимальная влажность для песка средней крупности. Определим физические характеристики грунта подушки.
Коэффициент пористости по формуле (3):
где ρs – плотность твердых частиц грунта, т/м3, для песчаной подушки принимаем ρs=2,67 т/м3
Степень влажности грунта подушки:
Таким образом, исходя из полученных физических характеристик, делаем вывод, что материалом песчаной подушки является песок средней крупности средней плотности, маловлажный.
Определим механические характеристики данного грунта по таблицам 4, 5 [1]: R0=500 кПа, Cn=1 кПа, φn=350, Еn=30 МПа
3.3 Определение размеров подошвы ленточного фундамента
Размеры подошвы фундамента в основном зависят от механических свойств грунтов оснований и характера нагрузок, передающихся фундаменту, от особенностей несущих конструкций, передающих нагрузку на фундамент. Размеры фундамента необходимо подобрать таким образом, чтобы выполнялось условие:
S≤Su, (9)
т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые.
Согласно [1,2] выполнение этого условия реализуется при соблюдении следующего условия:
PCP≤R,Pmax≤1,2R , Pmin≥0 (10)
Размеры подошвы фундамента под кирпичную стену определим на 1 погонный метр его длины методом последовательного приближения.
Расчетное значение нагрузки Fv=120кН.
Рисунок 2 – Расчетная схема ленточного фундамента
Определим площадь подошвы ленточного фундамента по формуле:
(11)
Для ленточного фундамента ширина подушки определяется по формуле:
b=A/1м.п. (12)
b1=0,28м2/1м.п.=0,28м
Уточняем расчетное сопротивление по формуле:
R=
[Мγ∙kz∙b1∙γII+Мq∙d1∙γII+(Mq-1)∙db∙γII+Mc∙CII] (13)
где gС1 и gС2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16, [1].
k – коэффициент, принимаемый: k=1,1 – т.к. прочностные характеристики грунта приняты по нормативным таблицам;
kZ – коэффициент принимаемый kZ=1 при b<10 м; b – ширина подошвы фундамента, м;
gIIи γIII - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м3;
Удельный вес грунта подушки определим без учетом взвешивающего действия воды, т.е.
gII =17,78 (14)
Так как толща грунтов, расположенных выше подошвы фундамента, однородна, то gIII определяется как:
gIII =
(15)
СII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;
Мg, Мq, Мс – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;[1]
d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала:
d1=hS+hcfgсf/
, м (16)
d1=0,3+0,3∙22/16,19=0,69м
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.
b2=0,27м2/1м.п.=0,27м
Принимаем фундаментную плиту шириной b=0,8м.
Определяем расчетное сопротивление грунта R2 с учетом принятой ширины фундамента:
Фактическое давление под подошвой фундамента:
(17)
где N=Fv+Gгр+Gф.
Определим вес фундамента: Gф=Vф∙γб=(0,8∙0,3∙1+5∙0,6∙0,6∙1)∙24=48,96кН/м3
Вес грунта обратной засыпки Gгр=ΣVгр∙γгр=1∙0,1∙3∙16,9∙0,95=4,82кН/м3
Нагрузка от перекрытия P1 =30кН
Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q=10кН/м². Эту распределенную нагрузку заменим фиктивным слоем
грунта
:
м
Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле
(18)
характеристики грунта засыпки за пазухи фундамента примем:
кН/м.
Вычислим плечо равнодействующей активного давления относительно подошвы фундамента
(19)
Плечо силы грунта
кН·м (20)
Найдем экцентрилитет при b=0,8:
Так как 
,то размеры подошвы фундамента можно определять как для внецентренно–сжатых фундаментов.
Момент сопротивления подошвы фундамента
(22)
Краевые давления будут равны
(23)
, 
,
<0
Условие не выполняется,следовательно будем увеличивать ширину подошвы фундамента до выполнения этих условий.
Последовательно принимая ширину фундамента 1,0м 1,2м 1,4м 1,6м –условия соблюдаться не будут.
Примем b=1,8 :
Расчетное сопротивление грунта R3:
Вес фундамента: Gф=Vф∙γб=(1,8∙0,3∙1+5∙0,6∙0,6∙1)∙24=56,16кН/м3
Вес грунта обратной засыпки Gгр=ΣVгр∙γгр=0,6∙1∙3∙16,06=28,91кН/м3
Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q=10кН/м². Эту распределенную нагрузку заменим фиктивным слоем
грунта
:
м
Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле
характеристики грунта засыпки за пазухи фундамента примем:
кН/м², 
кН/м.
Вычислим плечо равнодействующей активного давления относительно подошвы фундамента
Плечо силы грунта
кН·м
Момент сопротивления подошвы фундамента
, 
,
>0
Следовательно,размеры подошвы фундамента подобраны правильно.
studfiles.net
| 5.1. Сжимаемую толщину грунтов, расположенную ниже подошвы фундамента, разбивают на элементарные слои толщиной где
Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунтов. Глубина разбивки должна быть примерно равна
5.2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта
где
5.3. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта
где
слой: песок 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Результаты расчета заносим в табл. 2 и по ним строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта. 5.4. Определяем значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте по формуле:
где Производим расчет коэффициентов 0 Слой:
1 Слой: при z=3,2
2 Слой: при z=3,8
3 Слой: при z=4,4
4 Слой: при z=5
5 Слой : при z=5,6
6 Слой: при z= 6,2
7 Слой: при z=6,8
8 Слой : при z=7,1
Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:
Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок
Итак, дополнительное вертикальное напряжение:
Итак, высчитываем и заносим в табл. 2 значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте по формуле:
5.5. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:
Границу сжимаемой толщи можно установить графически, построив, справа эпюру Осадку каждого слоя основания определяют по формуле:
где
Находим осадку каждого слоя основания:
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) По СНиП 2. 02.01-83 предельное значение совместной деформации
Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны быть достаточными, чтобы удовлетворялось условие расчета основания по деформациям: Условие расчета основания по деформациям удовлетворено. Следовательно, подобранные ранее размеры подошвы фундамента сохраняются. Результаты расчета заносим в таблицу 2 и по данным
Таблица 2. – Результаты расчетов при определении осадки фундамента
|
ширина подошвы фундамента (1,5 м).
на уровне подошвы фундамента
сумма вертикальных нагрузок, от собственного веса грунта выше подошвы фундамента.
вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
удельный вес грунта i-го слоя;
толщина i-го слоя грунта.
коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента 
и относительной глубины, равной 
. Значения 
находим интерполяцией из табл. 6.1 в МУ.
для расчета осадки:
В точке пересечения этой эпюры с эпюрой 
получим границу нижнюю границу сжимаемой толщи грунта (В.С).
безразмерный коэффициент, равный 0,8;
среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта;
соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта, 
для промышленных и гражданских одноэтажных, и многоэтажных зданий равно 8 см. Исходя, из расчетов осадок подошвы фундамента получаем совместные деформации.
строим эпюры соответствующих напряжений.
на границе слоя, кПа
кПа
stydopedia.ru
Упрощенный расчет размеров подошвы фундамента
До выхода в свет СНиП размеры подошвы фундаментов определялись по так называемым допускаемым давлениям на грунт основания σдоп. Величина σдоп устанавливалась исходя из опыта строительства зданий и сооружений и приводилась в Нормах и Технических условиях для различных грунтов с учетом их состояния. Дополнительно значение σдоп уточнялось в зависимости от глубины заложения и ширины подошвы фундамента.
Поскольку величина σдоп устанавливалась по опыту строительства (наличия или отсутствия деформаций конструкций сооружений из-за неравномерных осадок фундаментов), проектирование, исходя из допускаемого давления, можно считать проектированием по деформации. Поэтому можно принять:
Rн = σдоп
Это суждение справедливо, когда возводятся сооружения или здания, по опыту строительства которых установлены величины σдоп Величину σдоп нельзя рассматривать как допускаемое давление на данный грунт вне зависимости от возводимых конструкций сооружений, поскольку это приводит в некоторых случаях к нежелательным ошибкам. Поэтому появилась необходимость проектировать фундаменты в явном виде по деформации. Вследствие большой трудоемкости такого расчета и необходимости проведения всесторонних инженерно-геологических изысканий для получения требуемых расчетных характеристик грунта СНиП допускает проектирование зданий и сооружений III и IV классов по величине RH, принимаемой по табл. СНиП . Пользоваться данными указанной таблицы можно при основании, сложенном горизонтальными выдержанными по толщине слоями грунта (при уклоне не более 0,1), сжимаемость которых в пределах полуторной ширины наибольшего фундамента плюс 1 м не увеличивается, и при ширине подошвы от 0,6 до 1,5 м и глубине заложения от 1 до 2,5 м независимо от наличия подвальных помещений.
Для глинистых грунтов с промежуточными значениями коэффициентов пористости ε и консистенции В, не указанных в таблице, величину Rн определяют интерполяцией вначале по ε, а затем по В. Пользоваться табличными значениями RH при проектировании фундаментов зданий и сооружений I и II классов можно только для предварительного определения размеров подошвы фундамента с обязательным вычислением в последующем Rн по формуле (11), а в некоторых случаях определением величин и неравномерностей осадок.
Для известного значения Rн, не зависящего от ширины фундамента, площадь подошвы определяется по формуле:
В большинстве случаев значения по табл. 14 СНиП меньше величин, получающихся по формуле (11). Это объясняется тем, что значения RH, приведенные в таблице, одновременно ограничены предельно допустимыми деформациями
для конструкций ранее широко применявшихся зданий и сооружений. Величины же Rн по формуле (11) являются лишь первым ограничением, поскольку при давлении по подошве свыше RH осадки фундаментов рассчитывать нельзя из-за нарушения прямой пропорциональности между напряжениями и деформациями.
www.groont.ru
Калькулятор расчета подошвы фундамента. Этапы расчетов. Инструкция по расчету ленточного фундамента. Расчет оснований и фундаментов в системе APM Civil Engineering.
Расчет нагрузки на фундамент. Расчет подошвы фундамента.
Известно, что фундамент дома может опираться на грунт с разной несущей способностью. Несущая способность грунта — это сила давления от веса здания, которую выдерживает грунт длительное время при допустимой деформации.Несущая способность грунта характеризуется величиной расчетного сопротивления грунта — R, т/м.кв.Цель расчета – подобрать размеры подошвы фундамента и толщину песчаной подушки между грунтом и фундаментом так, чтобы удельное давление от веса здания было меньше расчетного сопротивления грунта.Расчет ведем в следующей последовательности:1. Выбираем размеры фундамента исходя из конструктивных соображений.2. Определяем вес здания, приходящийся на один погонный метр длины стены.3. По характеристикам грунта в основании фундамента определяем R – расчетное сопротивление грунта.4. Расчитываем необходимую ширину подошвы фундамента на один погонный метр длины (площадь фундамента под 1 погонным метром стены).5. Корректируем размеры фундамента по результатам расчета.6. Определяем толщину песчаной подушки между грунтом и подошвой фундамента.
Для выполнения расчета удобно использовать программу – калькулятор (книга Excel)]]>
]]>На листе «Расчет» в разделе «1. Определение нагрузки от веса здания на 1 погонный метр подошвы фундамента» в первых столбцах вводим исходные данные по конструкции здания. Данные берем из чертежей проекта.
Для наглядности руководствуемся конструктивной схемой здания. Затем заполняем столбцы «Удельная нагрузка конструкций». Нагрузки определяем из таблиц на листе «Справочник». При заполнении исходных данных важно отличать вертикальные конструкции стен (нагрузка — т/м.куб.) от горизонтальных (нагрузка – т/м.кв.). Величина нагрузок конструктивных элементов здания принимается укрупненными блоками. Не учитывается вес отделки, оконные и дверные проемы не исключаются из расчета и т.п.
После ввода исходных данных программа выдает результат расчета – нагрузку на 1 погонный метр по каждой оси здания.В разделе «2. Расчет ширины подошвы фундамента.» вводятся исходные данные по грунту и песчаной подушке. Расчетное сопротивление грунта определяется по таблицам на листе «Справочник». Для малозаглубленных фундаментов используется таблица «Расчетное сопротивление грунта R на глубине заложения фундамента 0,3м.» Программа выдает результат расчета – ширину подошвы фундамента по каждой оси.
С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем ширину подошвы. Принятые размеры вводим в исходные данные по фундаменту раздела 1. Программа пересчитывает нагрузки и ширину подошвы. Добиваемся, чтобы принятая ширина подошвы была не меньше расчетной величины.В разделе «3. Расчет толщины песчаной подушки» производится расчет толщины песчаной подушки по исходным данным, взятым из раздела 2. С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем толщину подушки.
Бетонная подошва ленточного фундамента. Расчеты
При разметке стройплощадки положение стен будущего дома геодезисты отмечают специальными промаркированными вешками. Подошва традиционного монолитного ленточного фундамента представляет собой платформу из железобетона, предназначенную для равномерного распределения нагрузки, которую создаёт фундамент дома на грунт. Ширина подошвы обычно как минимум в два раза превышает ширину фундамента. Сооружения подошвы требуют большинство местных строительных норм и правил для установки фундаментов на рыхлых песчаных и илистых грунтах.
Высота большинства подошв для фундаментов, которые нам приходится сооружать, составляет 30, а ширина — 60 см. Обычно, если проектом не предусматривается иное, мы усиливаем такую подошву двумя рядами стальных арматурных прутков диаметром 12 мм. В нашем случае грунт на дне котлована был таков, что для двухэтажного дома с размерами в плане 8×12 м без дополнительной подошвы, увеличивающей площадь опоры фундамента, обойтись было нельзя. Для Ленинградской области, в котором мы работаем, это обычное явление.
Прежде чем приступить к сооружению подошвы, необходимо было разметить на дне котлована точное расположение фундамента дома.
При разметке стройплощадки положение стен будущего дома геодезисты отмечают специальными промаркированными вешками. Мы всегда ориентируемся по вешкам, установленным геодезистами при разметке стройплощадки ещё до начала рытья котлована. Обычно на дне котлована достаточно определить положение двух базовых точек — двух крайних углов одной из фундаментных стен. В большинстве случаев мы находим положение этих угловых точек с помощью шнура, натянув его между вешками, установленными геодезистами, и отвеса. По отвесу на дне котлована мы забиваем две свои вешки, используя для этого обрезки арматуры, чтобы не вынимать их, когда дело дойдёт до заливки бетона. Расстояние между этими двумя вешками должно точно соответствовать длине стены, указанной архитектором на плане.
Чтобы быстро разметить положение двух других углов фундамента, необходимо рассчитать длину его диагонали. С помощью обычного калькулятора сделать это не так уж сложно. А зная длину диагонали и размеры фундамента в плане, можно легко и точно определить положение остальных двух углов и отметить их вешками. Делаем мы это следующим образом. Два члена бригады удерживают концы ленты двух рулеток в базовых точках, уже отмеченных вешками, пока третий член бригады, натянув ленты обеих рулеток, перекрещивает их на отметках длины диагонали и длины стены, а в точке пересечения забивает в землю очередную вешку. Чтобы исключить возможные ошибки, мы всегда дважды перепроверяем расстояния между всеми вбитыми на дне котлована вешками, сверяя их с размерами, указанными на плане. После того, как во все углы будут забиты вешки, мы натягиваем шнур от одного угла к другому и получаем контур всего ленточного фундамента целиком.
Теперь, установив все вешки, можно приступать к сооружению опалубки. Мы используем для этого доски сечением 5×30 см, соединённые между собой с помощью забитых в землю стальных П-образных скоб, которые удерживают внутреннюю и наружную стенки опалубки на расстоянии друг от друга, точно равном 60 см.
Опалубку мы устанавливаем таким образом, чтобы стены фундамента располагались точно по центру подошвы (ширина фундаментных стен данного дома по проекту составляла 25 см). Начинаем работу по сооружению опалубки с того, что скрепляем под углом 90° гвоздями две доски сечением 5×30 см для формирования наружного угла и устанавливаем их на расстоянии 17,5 см от шнура. Затем параллельно доскам внешней опалубки устанавливаем и фиксируем с помощью стальных П-образных скоб. Так, постепенно продвигаясь от одного угла к другому, мы продолжаем этот процесс до завершения установки всех внешних и внутренних стенок опалубки.
Фиксирующие опалубку П-образные скобы на прямых участках расставляем с шагом 100-120 см. В местах стыка двух досок их края соединяем с помощью забитых под углом гвоздей и устанавливаем крепёжные скобы с обеих сторон от стыка.
Подгонять и подрезать доски опалубки по длине нам приходится довольно редко. Когда, например, две доски стыкуются недостаточно плотно, зазор мы заделываем с помощью короткой накладной доски, прибив её гвоздями с наружной стороны. А если та или иная доска оказывается немного длиннее, чем нужно, просто прибиваем её к смежной доске внахлёст. На образующиеся при этом на боковых кромках подошвы небольшие неровности просто не обращаем внимания. В конце концов, важен не внешний вид подошвы, так как она всё равно будет полностью зарыта в землю. Главное, чтобы готовая подошва имела прочность не ниже расчётной и успешно справлялась с возложенными на неё функциями.
После того, как опалубка полностью установлена, мы производим частичную обратную засыпку грунта около её потенциально слабых точек, например, на стыке отдельных досок или же на участках, где было невозможно установить П-образные крепёжные скобы. Кроме того, обратная засыпка не позволяет бетону просочиться под опалубку и приподнять её.
подошвы фундамента Далее с помощью теодолита мы устанавливаем уровень верхней кромки подошвы фундамента. Она должна располагаться, во-первых, строго горизонтально, а во-вторых, точно на заданной глубине, указанной на плане архитектором. Отметки уровня фиксируем небольшими гвоздиками 02,5×50 мм, забивая их наполовину длины на расстоянии 0,5-1,0 м друг от друга по всему периметру с внутренней стороны досок опалубки. При укладке бетона они служат нам ориентиром для определения, на какую высоту следует заполнять опалубку.
Теперь всё готово к укладке бетона. Наилучшие котлованы — это те, к любой точке которых может легко подъехать бетоновоз. Но так, к сожалению, бывает очень редко. Поэтому обычно мы начинаем укладку с наиболее труднодоступных для бетоновоза участков, перемещая лопатами бетон вдоль опалубки до тех пор, пока эти участи не будут заполнены до требуемой высоты — до уровня гвоздей, фиксирующих высоту подошвы фундамента.
После того, как заливка бетона в опалубку завершена, мы приступаем к укладке вдоль всего периметра подошвы двух рядов стальных арматурных прутков 012,5 мм. Для этого прутки арматуры сначала раскладываем в два ряда поверх влажного бетона примерно на расстоянии 15 см от каждой стенки, подсовывая их под поперечные перекладины П-образных скоб. А затем утапливаем их в бетон на глубину примерно 20 см, используя в качестве инструмента обыкновенные штыковые лопаты. Бетон над утопленными прутками арматуры тщательно и аккуратно «проштыковываем» теми же лопатами, чтобы удалить попавший в него воздух.
Выровняв поверхность бетона до высоты гвоздей, фиксирующих уровень верхней кромки подошвы, мы осторожно приподнимаем все стальные П-образные скобы на несколько сантиметров. Обычно на 5-7 см, не больше, чтобы беспрепятственно выполнить две последние операции. Первая из них — это затирка верхней кромки подошвы. Кроме облегчения всех последующих работ по возведению стен фундамента, гладкая поверхность облегчает удаление грязи и мусора, который неизбежно попадает на верхнюю кромку во время демонтажа опалубки. И наконец, завершающий этап в сооружении подошвы фундамента — это вырезание или выдавливание шпоночной канавки вдоль центральной осевой линии верхней кромки. Эта канавка должна обеспечить прочное и надёжное сцепление подошвы со стеной фундамента, которая будет возведена на ней в дальнейшем. Обычно мы делаем шпоночную канавку глубиной 2,5-3,0 см и шириной 7-8 см, просто вдавливая в бетон короткий брусок соответствующего сечения вдоль центральной линии верхней кромки подошвы. К моменту начала этой работы бетон обычно уже достаточно затвердевает, поэтому брусок оставляет за собой канавку, которая сама по себе не «заплывает» и не изменяет свою форму и размеры. Такие канавки мы делаем только на прямолинейных участках подошвы, не доводя их до углов примерно на 0,5-0,7 м. Поскольку углы являются самыми прочными частями фундаментной стены, беспокоиться о нарушении целостности фундамента в этих точках не стоит.
Прежде чем удалять опалубку, мы переносим с неё отметки положения углов фундаментных стен прямо на верхнюю кромку подошвы, прочертив риски остриём гвоздя на слегка затвердевшей поверхности бетона. Они будут служить ориентиром для установки опалубки при возведении стен фундамента.
]]>
]]> ]]>
]]> ]]>
]]> ]]>
]]>
Расчет оснований и фундаментов в системе APM Civil Engineering
Проектирование оснований и фундаментов является неотъемлемой частью проектирования зданий и сооружений в целом. Расчет фундаментов требуется не только для индивидуальных проектов зданий, но и для типовых серийных проектных решений. Конструктивные и объемно-планировочные решения зданий в значительной мере зависят от инженерно-геологических условий площадки строительства и возможных вариантов фундаментов.
Требованием п. 5.1.4. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» является учет взаимодействия сооружения с основанием. Расчетная схема системы «сооружение — основание» или «фундамент — основание» должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и пр.).
Для совместного расчета сооружения и основания могут быть использованы численные методы и специализированное программное обеспечение. В полной мере такой расчет может быть реализован в модуле APM Structure3D, входящем в систему APM Civil Engineering. APM Structure3D, представляющий собой модуль конечно-элементного анализа, уникальная отечественная разработка, в которой, помимо прочностного расчета пространственных металлических, железобетонных, армокаменных и деревянных строительных конструкций, реализован расчет всех основных типов фундаментов.
Типы фундаментов, расчет которых может быть проведен в модуле APM Structure3D:
Возможен также расчет фундаментов произвольной конфигурации в плане и комбинированных (разных типов для одного здания), а также фундаментов сложной формы, например сплошных с оребрением.
Проектирование оснований фундаментов зданий и сооружений ведется по двум группам предельных состояний. Целью расчета по первой группе предельных состояний является определение несущей способности оснований, обеспечение прочности и устойчивости фундаментов на сдвиг по подошве и опрокидывание. Расчет по второй группе предельных состояний должен ограничить абсолютные и относительные перемещения фундаментов предельными величинами, гарантирующими нормальную эксплуатацию сооружения.
APM Structure3D имеет сертификат РОСС RU.СП15.Н00172 на соответствие расчета оснований и фундаментов следующим нормативным документам:
Общие принципы расчета фундаментов на упругом основании
Расчет фундамента начинается с предварительного выбора конструктивного решения и определения глубины заложения. Проверка пригодности принятых размеров, а также выбор размеров отдельных частей фундамента и способов его армирования выполняются исходя из расчета прочности грунта основания. Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия совместной работы сооружения и основания. Совместная деформация основания и сооружения характеризуется абсолютной осадкой (подъемом) основания отдельного элемента фундамента.
При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания (п. 5.5.8СП 50-101-2004).
Следует отметить, что для моделирования упругого основания требуется определение коэффициентов пропорциональности, называемых коэффициентами постели. На основании данных инженерно-геодезических изысканий APM Structure3D позволяет задать структуру грунта и определить расчетное сопротивление грунта и коэффициенты постели оснований.
Для всех типов фундаментов для ввода нагрузок на основания применяются результаты статического расчета от действия какого-либо загружения или комбинации загружений. В качестве альтернативы возможен и «ручной» ввод в соответствии с расчетной схемой.
Расчет параметров грунта основания
В текущей версии системы APM Civil Engineering реализована модель грунта основания с использованием двух коэффициентов постели, которую принято называть моделью Пастернака. В случае применения в расчете одного коэффициента постели модель Пастернака сводится к традиционной модели Винклера, регламентированнойСП 50-101-2004. В дальнейших планах разработчиков — создание дополнительных инструментов для моделирования грунта объемными конечными элементами (модели грунта Кулона — Мора и Дрюкера — Прагера).
Понятие «основание» в APM Structure3D включает фундамент одного типа (столбчатый, ленточный, сплошной, свайный) с одинаковыми конструктивными параметрами и установленный на одном грунте.
]]>
]]> Рис. 1. Задание параметров грунта основания
Для всех типов фундаментов, за исключением расчета свай-стоек, доступна вкладка Слои грунта (рис. 1), в которой осуществляется задание параметров грунта для данного основания. Одному основанию может соответствовать только один грунт. Для задания грунта прежде всего необходимо выбрать тип грунта (глина или песок). От выбранного типа зависит, каким будет выпадающее меню подтипа: для песка — гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый; для глины — несколько вариантов, имеющих разный показателя текучести (IL) — от 0 до 1. Далее для задания доступны все остальные параметры: толщина, плотность, угол внутреннего трения (град.), удельное сцепление, коэффициент поперечной деформации, модуль деформации.
Предусмотрена возможность выбора одного из типов грунтов с предопределенными характеристиками, например Глина IL = 0 или Песок средней крупности с возможностью дальнейшего редактирования параметров грунта. Расчетные сопротивления для каждого слоя грунта вычисляются на основании п. 5.5.8СП 50-101-2004.
Расчет основания под столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент, как правило, устанавливается под колонну. Поэтому для расчета упругого основания под столбчатый фундамент необходимо создать стальной или железобетонный конструктивный элемент «колонна» и установить опоры.
Затем нужно выделить все колонны с опорами и с помощью команды Упругое основание под столбчатый фундамент создать упругое основание. Так автоматически будут созданы соответствующие упругие основания под каждую колонну. Дальнейшее задание параметров (учет наличия подвала, коэффициенты условий работы и пр.) осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты (рис. 2) для каждого основания или группы оснований. В результате расчета определяются: толщина продавливания грунта с учетом нагрузки на основание, коэффициенты постели, число ступеней фундамента и их геометрические размеры, осадка, крен, необходимое количество арматуры. После выполнения расчета доступна схема расположения ступеней фундамента в грунте, 3D-модель фундамента с армированием отображается на расчетной схеме.
]]>
]]> Рис. 2. Расчет столбчатого фундамента под колонну
Расчет свайного фундамента
В основу расчета свайного фундамента положено определение требуемого количества свай в кусте. Необходимо выделить все колонны (ЖБ-колонны или стальные конструктивные элементы) с опорами и с помощью команды Упругое основание под свайный фундамент создать соответствующие упругие основания. Так автоматически будут созданы упругие основания под каждую колонну.
]]>
]]> Рис. 3. Порядок расчета свайных фундаментов
Далее во вкладках диалогового окна Фундаменты (рис. 3) для каждого основания или для группы оснований осуществляется задание параметров. Геометрические параметры, такие как сечение и размеры, могут быть выбраны из базы данных стандартных свай или заданы пользователем. Вкладка Конфигурация позволяет выбрать тип свай: сваи-стойки (забивная, оболочка, набивная и буровая) или висячие сваи (забивная, оболочка, оболочка, заполняемая бетоном набивная и буровая, винтовая, бурозавинчиваемая, вдавливаемая). Параметры ростверка применяются для задания геометрических размеров и материала ростверка, а также для учета наличия подвала.
]]>
]]> Рис. 4. Результаты расчета и схема свайного фундамента
В результате расчета (рис. 4) определяются следующие параметры: толщина продавливания грунта с учетом нагрузки на основание, коэффициенты постели, осадка, крен, несущая способность сваи по грунту на продавливание и на выдергивание и необходимое количество свай, а также геометрические размеры плиты ростверка, размеры условного фундамента, расчетное сопротивление грунта под условным фундаментом. После выполнения расчета доступна схема расположения куста свай в грунте, 3D-модель ростверка отображается на расчетной схеме.
Расчет основания под ленточный фундамент
Ленточный фундамент представляет собой балку, установленную под стеной или под рядом близко стоящих колонн. Для расчета упругого основания под ленточный фундамент необходимо создать ЖБ-ригель, стальной или деревянный конструктивный элемент, а затем установить опоры по длине конструктивного элемента.
В одно основание ленточного фундамента могут входить несколько конструктивных элементов одного сечения, расположенных на одном грунте. После выделения ригеля или группы ригелей одного сечения с помощью команды Упругое основание под ленточный фундамент создается соответствующее упругое основание (рис. 5).
]]>
]]> Рис. 5. Подготовка модели ленточного фундамента
Дальнейшее задание параметров (учет наличия подвала, коэффициенты условий работы и т.д.) и выполнение расчета основания по прочности грунта и осадкам осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты для каждого основания или группы. Расчет фундамента как железобетонного элемента с подбором арматуры выполняется в диалоговом окне Конструктивные элементы.
Расчет основания под сплошной фундамент
Сплошной фундамент представляет собой плиту. Для расчета упругого основания под сплошной фундамент необходимо создать конструктивный элемент с типом элемента ЖБ-оболочка, а затем установить опоры по всей пластине.
В одно основание сплошного фундамента могут входить несколько конструктивных элементов одинаковой толщины, расположенных на одном грунте. После выделения одного или нескольких конструктивных элементов с помощью команды Упругое основание под сплошной фундамент создается соответствующее упругое основание (рис. 6).
]]>
]]> Рис. 6. Конфигурация и результаты расчета сплошного фундамента
Дальнейшее задание параметров и выполнение расчета основания по прочности грунта и осадкам осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты для каждого основания или группы. Расчет фундамента как железобетонного элемента с подбором арматуры выполняется в диалоговом окне Конструктивные элементы.
Совместный расчет сооружения, фундамента и основания
Расчет внутренних усилий в системе «основание — фундамент — сооружение» допускается выполнять на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости (коэффициентом постели). При этом переменный в плане коэффициент постели назначается с учетом неоднородности в плане и по глубине основания. Коэффициенты постели зависят от структуры и физических свойств грунта, а также от нагрузки на основание. В APM Structure3D эти коэффициенты могут быть определены в процессе последовательных приближений:
В системе APM Structure3D реализован комплексный подход расчета строительного объекта «основание — фундамент — сооружение». Выполнение расчета конструктивных элементов (металлических, железобетонных, армокаменных, деревянных) и фундаментов в «одном окне» имеет ряд очевидных преимуществ:
Такой подход, на наш взгляд, наиболее полно соответствует требованиям современного проектирования.
]]>http://www.magliner.ru/betonnaya-podoshva-lentochnogo-fundamenta.html]]>
]]>http://domekonom.su/2012/07/raschet-nagruzki-fundamenta.html]]>
]]>http://www.sapr.ru/article.aspx?id=20008&iid=920]]>
kazap.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта