Расчет стен подвалов

Определение прогиба верха стены

6.23. Размер нижнего сечения вертикального элемента уголковой стены t_н рекомендуется назначать не менее величины h ₀/15 (h ₀ - высота стены от ее верха до уровня сопряжения с плитой).

При определении прогиба стены при ее изгибе жесткость железобетонного элемента В допускается определять с учетом пластических свойств бетона и появления трещин в растянутой зоне элемента по формуле

В = q E_bI_h, (76)

где E_b - начальный модуль упругости бетона на сжатие; I_h - момент инерции нижнего сечения стены; q - коэффициент, принимаемый равным 0,35 при длительном действии нагрузок и 0,5 - при кратковременном.

Горизонтальное перемещение верха стены D при наличии сплошной равномерно распределенной нагрузки на призме обрушения определяется по формуле

D = (4 Р_g + 15 Р_q) /120 В, (77)

где Р_g и Р_q - интенсивность горизонтального давления грунта на глубине h ₀ от нормативных нагрузок.

Предельный прогиб верха стены D не должен превышать величины h₀ /75.

Горизонтальное перемещение верха стены, вызванное креном подошвы, определяется по формуле

D = 5 М ₀ h / b²Е, (77 а)

где М ₀ - нормативный момент всех сил относительно центра тяжести подошвы стены; Е - модуль деформации грунта основания; h - высота стены; b - ширина подошвы фундамента (стена подвала).

7.1. За расчетную схему конструкций подвалов принимается поперечная рама, состоящая из стен, колонн и опирающихся на них элементов перекрытия (рис. 12).

Рис. 12. Расчетная схема поперечной рамы подвала

Рис. 13. Расчетная схема стены подвала (панельный вариант)

Рис. 14. Расчетная схема стены подвала (блочный вариант)

7.2. Расчет наружных стен подвалов производится из условия загружения подвала грунтом (симметричное загружение) и односторонней временной нагрузкой q.

7.3. Расчетные усилия в стенах подвала (рис. 13, 14) определяются в зависимости от величин реакции R на верхней опоре, которая вычисляется с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена фундамента) и смещения стены при загружении подвала односторонней временной нагрузкой

R = R₁ + R₂,

где R₁ и R₂ - соответственно реакции от симметричного и одностороннего загружения.

7.4. При симметричном загружении подвала реакцию R₁ следует определять по формуле

(78)

где Р_g1 и Р_g2 - интенсивности горизонтального давления грунта от собственного веса соответственно на глубине h₁ и (h₁+h₂), определяются по формуле (1) при значениях l, k₁ и q ₀, определяемых по формуле (6), k - коэффициент, учитывающий изменение реакции R₁ за счет поворота фундамента

k = w E_bI_hm² / Eb²h₂, (79)

здесь w - коэффициент w = 6 для положительных значений М и Q; w = 3 - для их отрицательных значений, а также для М₀ и F_sa (см. рис. 13);

m = (h₂ + h₃)/ h₂; (80)

где E_b - модуль упругости бетона; Е - модуль деформации грунта основания; b - ширина подошвы фундамента стены; I_h - момент инерции 1 м сечения стены, который допускается определять по приведенной толщине стены t_red, определяемой по формуле

t_red = (2 t ₂ + t₁)/3, (81)

где t₁ - толщина стены в верхней части; t₂ - то же, в нижней части (в уровне сопряжения с фундаментом); G₁ - вес грунта на внешней стороне фундамента; е - эксцентриситет приложения силы G₁ относительно центра тяжести подошвы фундамента; v₁ и v₂ - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высоте и принимаемые по табл. 8.

Таблица 8

t1 / t2		0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
v1	0,375	0,375	0,346	0,335	0,321	0,303
v2	0,1	0,092	0,088	0,083	0,076	0,069

7.5. При одностороннем загружении подвала временной нагрузкой реакцию R₂ следует определять по формуле

R₂ = P_qh₂ (v₁ + km /2)/(1 + k + k₁) - G₂ek /(1 + k + k₁)(h₂ + h₃), (82)

где Р_q - интенсивность горизонтального давления грунта от временной нагрузки, определяется по формуле (3) при l = tg²q₀; G₂ - вес временной нагрузки, определяется по формуле фундамента; k₁ - коэффициент, учитывающий изменение реакции R₂ за счет смещения перекрытия при одностороннем загружении подвала

k₁ = k ₀ Е_bI_h / E ¢ , (83)

здесь k₀ - коэффициент, k = 4 - однопролетных подвалов; k = 3 - для двухпролетных; k = 2 - для трехпролетных; k = 0 - для подвалов с несмещаемым перекрытием; Е ¢ - модуль грунта засыпки, величину которого допускается определять по формуле

Е ¢ = (0,5 + 0,3 h₁)b ₁Е, (84)

где h₁ - расстояние от уровня пола до низа перекрытия (значение в скобках принимается не больше единицы); b ₁ = 0,7 - при засыпке грунтом основания; b ₁ = 0,9 - то же, малосжимаемым грунтом; Е - модуль деформации грунта основания.

7.6. При наличии конструкций, препятствующих повороту фундамента (сплошная фундаментная плита, перекрестные ленты фундамента для внутреннего каркаса и т.п.), коэффициент k в формулах (78) и (82) следует принимать равным нулю, для конструкций, препятствующих смещению перекрытия подвала, а также при симметричном загружении подвала временной нагрузкой коэффициент k₁ в формуле (82) следует принимать равным нулю.

7.7. Расчет устойчивости стен подвала против сдвига производится из условия (15) для значения b = 0.

Удерживающую силу F_sr следует определять по формуле (19), а сдвигающую силу F_sa в уровне подошвы фундамента по формуле

F_sa = - R + (P_g1 + Р_g3 +2 Р_q)(h₂ + h₃)/2, (85)

где Р_g3 - интенсивность горизонтального давления грунта от собственного веса на глубине h.

7.8. Если устойчивость стен подвала против сдвига (условие 15) не обеспечивается принятыми размерами фундамента, необходимо предусматривать мероприятия, препятствующие сдвигу, например устройство распорок и др.

7.9. Расчет прочности грунтового основания производится из условия (26). В этом случае равнодействующая вертикального давления грунта F_v определяется при загружении временной нагрузкой пролета перекрытия подвала, примыкающего к стене, по формуле

F_v = G₁ + G₂ + G₃ + G₄, (86)

где G₃ - вес фундамента и грунта на его уступах; G₄ - вес конструкции подвала, грунта и временной нагрузки на перекрытия (с учетом расчетной грузовой площади).

7.10. При наличии мероприятий, препятствующих сдвигу фундамента, угол наклона равнодействующей внешней нагрузки к вертикали d ₁ в уровне подошвы фундамента при расчете прочности грунтового основания принимается равным нулю.

7.11. Момент в уровне подошвы фундамента относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, следует определять по формуле

М ₀= - R (h₂ +h₃) + (2Р_g1 + Р_g3 + 3Р_q)(h₂ + h₃)²/6-(G₁ + G₂) е. (87)

7.12. Расчетные усилия в стенах подвала определяются по следующим формулам:

пролетный момент на расстоянии у_с от верхней опоры

М_у = Q _в у _с - [(P_g1 + P_q) +(P_g2 - Р_g1) у_с /3h₂ ] /2; (88)

расстояние от верхней опоры до максимального пролетного момента

- (89)

поперечная сила в пролете на расстоянии у_с от верхней опоры

Q_y = Q _в - у_с [(P_g1 + Р_q) h₂ + (Р_g2 - Р_g1) у_с /2]/(P_g2 - Р_g1); (90)

поперечная сила в нижнем сечении стены

Q _н = Q _в - [(P_g1 + Р_q) + (P_g2 - Р_g1)/2] h₂; (91)

изгибающий момент в нижнем сечении стены

М _н = Q _в h₂ - [(P_g1 + Р_q) + (P_g2 - Р_g1)/3] /2. (92)

В формулах (88)-(92) поперечная сила в верхнем сечении стены Q _в = R.

7.13. При неполной эпюре интенсивности горизонтального давления грунта по высоте стены подвального помещения и несмещаемом перекрытии (см. рис. 14) реакция в уровне низа перекрытия R определяется по формуле

(93)

где

(94)

М_с - изгибающий момент на уровне перекрытия.

Сдвигающую силу F_sa и изгибающий момент М ₀ в уровне подошвы следует определять по формулам:

F_sa = - R + (P_g3 + 2Р_q)(h₂ + h₃)/2; (95)

М ₀ = - RH + P_qh² /2 + Р_g3h² /6 - G_e + M_c. (96)

7.14. Расчетные усилия в конструктивных элементах подвала (ригелях, колоннах, плитах перекрытия, фундаментах и т.п.) следует определять по известным правилам строительной механики.

7.15. Расчет оснований при деформациях производит по п. 6.14.

7.16. Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяется по формуле

, (97)

где g _с1 и g _с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 6; k = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 прил. 5; М_g; М_q; М_с - коэффициенты, принимаемые по табл. 7; d - глубина заложения подошвы фундамента от пола подвала; d _в - приведенная глубина подвала, d _в = 2 м при ширине подвала меньше 20 м и d _в = 0 - при ширине подвала больше 20 м.

Дата добавления: 2014-12-26