764
.pdfРасчет прочности фундаментных плит по осям А и Б на изгиб проводится в сечениях по граням фундаментной стены и существующего фундамента. Расчетный изгибающий момент для каждого сечения по осям А,Б определяется по формулам (24), (26), (27) (от расчетных нагрузок на фундамент). При этом должно выполняться условие
M1,2 Mпр.
M1,2 – моменты в сечении плиты по грани плиты существующего фундамента и у боковой поверхности стенового блока;
Мпр – момент в том же сечении определяется на основании расчета фундаментной плиты как железобетонной конструкции по [7]:
Mпр =vRshoAsу. |
(29) |
Площадь сечения арматуры, параллельной стороне bп, на всю ширину фундаментной плиты (рис.14) находится:
в сечении 1 – 1
A |
|
|
M1 |
|
, |
(30) |
||
R vh |
|
|||||||
|
sy1 |
|
|
|
|
|||
в сечении 2 – 2 |
|
|
|
s o1 |
|
|||
|
M |
|
|
|
|
|
||
A |
|
2 |
|
, |
|
(31) |
||
R vh |
|
|||||||
sy2 |
|
|
|
|
||||
|
|
s |
02 |
|
|
|
|
где M1,M2 – изгибающие моменты соответственно в сечениях 1 – 1 и 2 – 2; h01 – рабочая высота в сечении 1-1; h02 –– рабочая высота в сечении 2 – 2; Rs =355 МПа – расчетное сопротивление арматуры [7] ; v – коэффициент, принимаемый равным 0,9.
Площадь поперечного сечения рабочей арматуры Asу должна приниматься не менее процента армирования для железобетонных конструкций μ=0,05 %.
DL |
0.00 |
|
|
a2 |
|
a1 |
|
1 |
2 |
ho2 |
ho1 |
|
|
1 |
2 |
|
A |
Рис.15.Схема к определениюмоментов М1 и М2 в сечениях 1-1; 2-2 фундаментной плиты усиления
При этом армирование назначается классом не ниже А 400 (табл. П.4.1), а диаметром не менее 10 мм [7].Фундаментная плита усиления армируется сетками с шагом 200–250 мм. Диаметр стержней рабочей арматуры определяется по табл. П.4.3.
Диаметр поперечной арматуры принимается конструктивно не менее 10 мм, классом не ниже А 400.
6. РАСЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОСАДОК И КРЕНА ФУНДАМЕНТОВ ПОСЛЕ НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЯ
6.1. Определение глубины сжимаемой толщи фундаментами по осям А и Б
Расчет ведется в следующей последовательности:
1. Определяются дополнительные вертикальные напряжения по оси фундамента на глубине z от подошвы фундаментной плиты усиления, рассчитываемые по формуле (табл.2):
zр = ро , (32)
где – коэффициент изменения дополнительного напряжения по глубине основания, принимаемый по прил. 2 [4] в зависимости от
относительной глубины, равной 2z ; bn
р0 р d – дополнительное вертикальное давление на основание,
кПа;
p среднее давление под подошвой фундамента, кПа (см. формулу 19); d – глубина заложения фундамента, м.
2.Определяются вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg по формуле ( табл. 2):
zg = 111 d + i hi , |
(33) |
где hi =0,4 bn.
Таблица 2
Расчет дополнительных вертикальных напряжений по оси фундамента
|
2z |
z |
bn |
|
zp p0 |
zg ihi |
0,2 zg |
|
bn |
||||||||
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
0
0,8
…
10,0
3. По данным табл.2 строятся эпюры дополнительного вертикального напряжения по оси фундамента на глубине z от подошвы фундаментной плиты усиления zр и вертикального напряжения от собственного веса грунта zg (рис. 16).
4. Находят глубину сжимаемой толщи по осям А и Б при z=Hc там , где выполняется условие σzp=0,2σzg .
6.2.Расчет дополнительных осадок фундаментов
Расчет осадки S производится по формуле [4, прил. 2]:
n |
zphi |
(34) |
S 0,8 |
i 1 Ei
c последующей оценкой выполнении условия |
(35) |
S Su, |
в котором Su – предельное значение совместной деформации основания и здания [8, табл. П.2.2].
Рис. 16. Схема к определению дополнительной осадки фундамента по его оси после надстройки здания: d – глубина заложения фундамента; Нс – глубина сжимаемой толщи
Вычисляется относительная разность осадок фундаментов S по осям А и Б с проверкой выполнения условия
|
|
|
S |
( |
S |
)u , |
(36) |
|
|
|
L |
|
|||
|
S |
|
|
L |
|
||
где ( |
)и–предельный дополнительный крен [8, табл.П.2.2 ]. |
|
|||||
|
|
||||||
|
L |
|
|
|
|
||
|
|
∆S = SA – SБ , |
(37) SА и |
||||
SБ – осадка фундамента под стены здания по осям А и Б, м; |
|
L – расстояние между осями А и Б, м.
Необходимо сделать вывод о согласованности осадки и крена фундамента с требованиями прил.2.
7.ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НАДСТРОЕННОГО ЗДАНИЯ НА ОСАДКУ РАСПОЛОЖЕННОГО РЯДОМ [4]
Воснову рассматриваемой оценки положена методика, разработанная на кафедре геотехники СПбАСУ [8].
1.Дополнительные вертикальные напряжения σzpαf на глубине z по вертикали, проходящей через центр фундамента рядом стоящего здания
Ф-2 с учетом влияния фундамента надстраиваемого здания Ф-1, определяются по формуле ( рис. 17):
|
n |
|
zp f |
zp i , |
(38) |
|
i 1 |
|
где σzpαi– напряжения, определенные методом угловых точек [4, прил.2
п.3].
2. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта σzq на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента Ф-1, вычисляется по формуле
zg IId |
n |
( 39) |
ihi , |
||
|
|
|
i 1
γ'II – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента; d – глубина заложения фундамента Ф-1;
γi, hi – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта. Удельный вес грунта, залегающий ниже уровня подземных вод, но
выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды (см. п.1). При определении σzq в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше .
3. При определении дополнительного давления |
σzpαf |
по оси |
|||
фундамента Ф-2 |
от влияния фундамента Ф-1 (см. рис.17) |
значение |
|||
давления σzpαf |
определяется |
|
попарным |
суммированием |
|
дополнительных напряжений σzp i1 и |
σzp i2 |
от влияния фундамента Ф-1. |
|||
Расчет ведется методом угловых точек по формуле |
|
|
|||
|
zp i po /4, |
|
|
(40) |
где α – коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [4]; ро=р–σzqo – дополнительное вертикальное давление на основание; р – среднее давление под подошвой фундамента (19);
σzqo = II d – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
σzpαi1 – принимается как алгебраическая сумма напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М двух загруженных площадей (фиктивных фундаментов):MLEJ и MNDL с положительным давлением po.
σzpαi1= 0,25( MLEJ + MNDL )ро .
σzpαi2 – принимается как алгебраическая сумма напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М двух загруженных площадей (фиктивных фундаментов): MLEJ и MNDL с положительным давлением p0.
σzpαi2=0,25( MКFJ + MNСК )(-ро).
Определение напряжений следует вести в табличной форме ( табл.3).
Величина дополнительной осадки фундамента Ф-2 определяется по формуле
Глубина z,м
0
|
|
|
|
|
|
n |
h |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Sad,max 0,8 |
|
zpaf i |
. |
|
|
|
|
(41) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
i 1 |
Ei |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||
Определение вертикальных напряжений по оси фундамента Ф-2 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Коэффициенты |
|
|
|
|
Напряжения, кПа |
|
|
Модуль деформации грунта, МПа |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2z |
|
|
|
|
|
|
от внешней нагрузки |
от собст- |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
венного |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веса груза |
|
||||
b |
MLEJ |
MNDL |
MKFJ |
MNCK |
|
|
|
|
|
||||||
|
σzp i1 |
σzp i2 |
σzp f |
σzq |
0.2σzq |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нижняя граница сжимаемой толщи основания ВС (см.рис.17) принимается на глубине z=Hc , где выполняется условие σzp +σzp f= 0,2 σzg , в котором: σzp – напряжение на глубине z=Hc, по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое по формуле ( 32); σzg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта, определяемое по формуле (33).
DL
FL
WL
zg
Ф-1
p0
0
0,8
1,6
2,4
3,2 zp
4,0
BC
4,8
5,6
A
Lф
E F
n L
L K
D bn C
Ф-2
0
0,8
1,6
2,4
3,2 zpaf
4,0
4,8
5,6
J
M 1 а
N
Рис.17.Схема копределению дополнительного давления в основании фундамента Ф-2 с учётом влияния фундамента Ф-1 методом угловых точек: bn-ширина плиты усиления фундамента;Lф - расстояние между осями фундаментов надстраиваемого Ф-1и рядом стоящего здания Ф-2; а1 - длина фундамента Ф-2
Величину дополнительной осадки Sad.max сравнивают с предельной величиной наибольшей дополнительной осадки Sad.max,u (см. прил.2 табл.
П 2.2)
Sadu Sad,max,u . |
(42) |
Необходимо сделать вывод о выполнении этого условия
8.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Взаключении делается вывод о возможности надстройки здания заданным количеством этажей, при условии усиления его фундаментов. Приводится перечень конструктивных мероприятий с значениями параметров, обеспечивающих эксплуатационную надежность здания.
Библиографический список
1.СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
2.СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч.I. Общие правила производства работ.
3.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
4.СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.
5.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.
6.СНиП 23-01-99. Строительная климатология.
7.СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения.
8.Б.И. Далматов и др. Основания и фундаменты. Ч.2. Основы геотехники. – М.: Изд-во АСВ; СПбГАСУ, 2002. 392 с.
9.А.В. Пилягин. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений. М.: Изд-во АСВ, 2005. 248 с.
10.А.И. Полищук. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. Нордхемптон: STT; Томск: STT, 2004. 476 с.
11.ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.
Приложение 1
Варианты характеристики инженерно-геологических условий эксплуатации ленточных фундаментов зданий
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м/т |
т,/ |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
||
|
|
|
3 |
|
|
|
Коэффициентпористостие |
|
|
|
|
|
подземныхУровеньводWL рис( .2) |
варианта№ |
ИГЭ |
|
грунтаПлотностьρ |
частицПлотностьгрунта |
пластичностиЧисло J |
Показательтекучести J |
Степеньвлажности S |
Удельноесцепление с |
/ |
Модульдеформации E,МПа |
Мощностьслоя Н |
||
|
внутреннегоУголтрения град |
||||||||||||
|
|
|
|
s |
|
|
|
Г |
|
|
|
м |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
|
|
|
|
|
|
|
|
i, |
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кПа |
|
|
|
|
|
|
Разновидности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
грунтов |
|
|
P |
L |
|
|
, II |
|
|
|
|
|
|
основания |
|
|
|
|
|
|
с/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
1 |
Насыпной грунт |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,4 |
|
|
|
|
1,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,8 |
1 |
2 |
Суглинок |
1,96 |
2,68 |
0,13 |
0,54 |
0,69 |
0,96 |
14 |
15 |
5,0 |
4,4 |
|
1,97 |
15 |
16 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Супесь |
1,65 |
2,69 |
0,06 |
0,67 |
0,75 |
0,75 |
7 |
24 |
8,0 |
- |
|
|
|
|
1,73 |
|
|
|
|
|
10 |
25 |
|
|
|
|
1 |
Насыпной грунт |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,5 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
Супесь |
1,86 |
2,66 |
0,06 |
0,67 |
0,45 |
0,99 |
6 |
23 |
6,5 |
4,6 |
4,6 |
|
1,87 |
8 |
24 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
Суглинок |
1,92 |
2,68 |
0,10 |
0,56 |
0,69 |
0,89 |
8 |
21 |
3,0 |
- |
|
|
|
|
1,95 |
|
|
|
|
|
10 |
22 |
|
|
|
|
1 |
Насыпной грунт |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,7 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1,62 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
Суглинок |
1,90 |
2,68 |
0,11 |
0,84 |
0,75 |
0,96 |
5 |
20 |
2,0 |
4,4 |
3,6 |
|
1,92 |
7 |
21 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
Супесь |
2,02 |
2,66 |
0,06 |
0,32 |
0,50 |
0,82 |
2 |
25 |
12,0 |
- |
|
|
|
|
2,03 |
|
|
|
|
|
8 |
26 |
|
|
|
|
1 |
Насыпной грунт |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,6 |
|
|
|
|
1,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,3 |
4 |
2 |
Суглинок |
1,94 |
2,71 |
0,16 |
0,31 |
0,78 |
0,92 |
21 |
18 |
10,0 |
4,2 |
|
1,96 |
23 |
19 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Песок мелкий |
1,78 |
2,66 |
- |
- |
0,69 |
1,0 |
- |
27 |
20,0 |
- |
|
|
1,84 |
30 |
|
|
|
||||||||
|
1 |
Насыпной грунт |
1,60 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,7 |
|
|
|
|
1,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5 |
5 |
2 |
Песок мелкий |
1,79 |
2,67 |
- |
- |
0,76 |
1,00 |
- |
27 |
18,0 |
4,7 |
|
28 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Суглинок |
1,77 |
2,68 |
0,09 |
<0 |
0,61 |
0,48 |
23 |
17 |
12,0 |
- |
|
|
|
|
1,79 |
|
|
|
|
|
28 |
18 |
|
|
|
Продолжение прил. 1