Расчет по трещиностойкости фундаментов
Обновлено: 17.05.2024
Расчёт фундаментов по образованию и раскрытию трещин
2.53. Расчет по образованию и раскрытию трещин плитной части фундамента производится для сечения, в котором требуется максимальное количество арматуры из расчета по прочности.
2.54. Проверка ширины раскрытия трещин не требуется, если от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке □f = 1, трещины не образуются. Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, выполняется в соответствии с пп. 4.5—4.7 СНиП 2.03.01-84.
2.55. Определение ширины acrс раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элементов фундамента, производится в соответствии с указаниями пп. 4.14—4.16 СНиП 2.03.01-84 и рекомендациями пп. 2.56-2.60 настоящего Пособия.
2.56. Проверка ширины раскрытия трещин для изгибаемой плитной части и внецентренно сжатого подколонника при однорядном армировании не производится в следующих случаях:
если коэффициент армирования сечения □, равный отношению площади сечения арматуры Аsl или Asb к площади соответствующего сечения бетона при рабочей высоте h0, дня арматуры классов A-II и A-III более 0,02;
если при любом коэффициенте армирования сечения диаметр арматуры класса A-II не превышает 22 мм.
2.57. Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, производится только один раз:
если
то проверяется продолжительное раскрытие трещин от длительного действия постоянных и длительных нагрузок;
если
то проверяется непродолжительное раскрытие трещин от действия полной нагрузки,
здесь Мr1 — изгибающий момент Мr от постоянных и длительных нагрузок;
Mr2 — суммарный момент Мr от полной нагрузки, включающей и кратковременные нагрузки.
2.58. Ширина раскрытия трещин аcrc, мм, определяется по формуле
d = (n1 d12 + n2 d22 + n3 d32) / (n1 d1 + n2 d2 + n3 d3) . (76)
Для слабоармированных элементов при □ □ 0,008 и Mr2 < М0 ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всех нагрузок допускается определять линейной интерполяцией между значением аcrc = 0 при моментах:
Mcrc = Rbt,ser Wpl ; (77)
и значением acrc, вычисленным по формуле (74), при моменте
где М0 = Mcrc + □ b h2 Rbt,ser (78)
□ = 15 □ □ / □ , но не более 0,6; (79)
□l1 Mr1 / Mr2 , (80)
где □l1 = 1,8 □l Mcrc / Mr2 ,но не менее □l.
Момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна Wpl рекомендуется определять по формулам:
при расчете подколонников и плитной части фундамента (нижняя ступень) прямоугольного сечения
Wpl = (0,292 + 1,5 As □ / bh + 0,15 A□s □ / bh) bh2 ; (81)
при расчете плитной части ступенчатого фундамента таврового сечения
где Ib,0 , Is,0 — моменты инерции соответственно площади сечения сжатой зоны бетона и растянутой арматуры относительно нулевой линии.
2.59. Величину □s допускается определять упрощенным способом по формуле
□s = Rs M / Mpr , (83)
где Мpr — предельный момент по прочности, равный
Mpr = Mcal Asf / Ast ,
где Mcal — момент от действия полной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке □f □ 1;
Asf — фактическая площадь принятой арматуры;
Аst — площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.
2.60. Ширина непродолжительного раскрытия трещин от действия полной нагрузки определяется как сумма ширины раскрытия от длительного действия постоянных и длительных нагрузок и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок, определяемого при коэффициенте □l = 1 по формуле
трещиностойкость в Лире и Scade
Столкнулся с серъёзной проблемой:
Рассчитываю здание в Scade (заказчику нужно выдать расчёт именно в Scadе), для себя проверяю в Лире. Армирование фундаментной плиты вызывает сомнение:
1) в Scade при расчёте по трещиностойкости даёт армирование в нижней зоне около 60 см2/м (при толщине плиты 80 см); без учёта трещиностойкости – 37-40 см2/м; (расчётные моменты около 65 т/м2)
прогибы составляют около 2.5 мм (в упругой стадии)
2) в Лире при расчёте по трещиностойкости даёт арматуру такую как и без трещиностойкости: около 35-40 см2/м. (расчётные моменты как в Scade - 65 т/м2).
Вопрос: 1) могут ли при прогибах 2-3 мм образовываться трещины в бетоне, такие что превышают заданную ширину раскрытия по трещиностойкости (0.4 и 0.3 мм) или наличие трещин зависят от растяжений (деформаций) арматуры в бетоне?
2) почему по трещиностойкости расчёт в Scadе в данном случае даёт увеличение арматуры на 50% в отличие от Лиры?
3) при изменении диаметра продольной арматуры при расчёте в Scade по трещиностойкости с диаметра 25 на диаметр 10 (для эксперимента) даёт снижение арматуры до 40 см2/м? Почему в Лире расчёт по трещиностойкости не зависит от диаметра продольных стержней (они просто не задаются)?
Как можно снизить (расчётом) арматуру, полученную в Scadе (больно дикая)?
Расчет монолитного столбчатого фундамента вручную
Добрый день!
Мне дали задание просчитать фундаменты под стальные колонны полигона. Фундаменты монолитные, столбчатые, с одной ступенью.
Считать все фундаменты я буду в Мономахе или в BASE, но сейчас села разбираться с ручным расчетом по ПОСОБИЮ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83), чтоб понять вообще как это считается и проверить затем машинный расчет на одном из фундаментов.
Кто-нибудь вообще считал вручную когда-нибудь такие фундаменты?
У меня дело застопорилось пока на нескольких вопросах.
1. Расчет плитной части на обратный момент..
- нужно ли его делать, если у меня трапецивидная эпюра давления на грунт?
- там в пособии нагрузка от пола дана на всю длину фундамента? а на самом же деле нагрузка только внутри здания. поэтому какие величины b и l брать в формулах - фактические?
- в данном расчете вообще никак не учитывается момент от колонны?
2. Подбор арматуры плитной части фундамента
- как найти Nci - что это вообще такое?
- если у меня всего 1 ступень в фундаменте, то я считаю арматуру в одном сечении и ее же принимаю для всей плитной части?
Расчет отдельного фундамента по образованию и раскрытию трещин.
К трещиностойкости фундаментов предъявляют требования второй категории, то есть в них допускаются и ограничиваются по величине трещины, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок и от полных нагрузок. В курсовой работе на здание и фундаменты действуют постоянные, временные длительные нагрузки и одна кратковременная (снеговая): Nn = – Nn,t
= Nn – Nn,t = 2483,7– 30,24 = 2453,46кН
Первоначально производят расчет по образованию трещин. Его выполняют для тех сечений плитной части фундамента и подколонника, в которых требуется максимальное количество продольной арматуры, установленной проверками прочности по нормальным сечениям.
Расчет подколонника по образованию и раскрытию трещин не производим, так как он является центрально нагруженным и трещины в нем не образуются.
Расчет плитной части по образованию трещин производим для сечения 2-2 (тавровое сечение), то есть по грани подколонника, так как в этом сечении по расчету прочности требовалось максимально количество арматуры.
Для плитной части фундамента проверку образования трещин производим из условия:
Mn-изгибающий момент в сечении плитной части фундамента от нормативных нагрузок
Mcrc-изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением при образовании трещин
Rbt,n-нормативное сопротивление бетона растяжению, Rbt,n=1100кПа для бетона класс В15
Wp,l-упругопластический момент сопротивления рассчитываемого сечения
Wred-упругий момент сопротивления рассчитываемого сечения, приведенного к бетону
Wred определяем по методу приведенных сечений:
Sred-статический момент приведенного сечения относительно нижней грани сечения.
Sred =310*30*0,5*30 +200*30*(30+0,5*30)+ 8,33*32,15*4=410571,2 см 3
Расстояние от оси до центра тяжести приведенного сечения:
Момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести:
Ired = 310*30 3 /12+ 310*30*(0,5*30-26,4) 2 +200*30 3 /12+200*30*(0,5*30+30-26,4) 2 +8,33*32,15*(26,4-4) 2 =4566264 см 4
Момент сопротивления относительно растянутой грани приведенного сечения:
Wp,l=172964,5*1,25=216205,6 см 3
Проверка не выполнена. Трещины образуются, проверяем ширину их раскрытия как от постоянных и временно длительных нагрузок ( ), так и от полных нагрузок ( ), при этом, если изгибаемый момент от постоянных и временных длительных нагрузок равен или составляет более 2/3 изгибаемого момента от полных нагрузок, то проверяют только .
В нашем случае можно определить по соотношению усилий :
Следовательно рассчитывать будем только , которая не должна превышать допускаемого значения равного, из условия сохранности арматуры класса А400 при нахождении подошвы фундамента выше уровня ГГВ, 0,3мм.
;
ls—базовое расстояние между смежными нормальными трещинами:
площадь арматуры, установленная фактически; = 32,15см 2
Abt - площадь сечения растянутого бетона
yt-высота растянутой зоны бетона
k =0,95 (для таврового сечения с растянутой полкой внизу);
=120,9см = 1209мм
= 1209мм> 400мм
Принимаем ls= 40см=400мм.
Pn,l = = = 255,3кН/м 2
= 0,603
, Мпа
As,ef, As,cal— соответственно фактически принятая и требуемая по расчёту прочности площадь рабочей арматуры.
= = 286,5 МПа
= = 0,24мм
Проверяем ширину раскрытия трещин как полных нагрузок
= + - =0,24+0,176-0,173=0,243мм
=1,0 0,5 1,0
Pn = = = 258,5кН/м 2
= 0,607
= = 290,0 МПа
=1,0 0,5 1,0 = = 0,173мм
Расчёт подколонника на местное сжатие (смятие). Расчёт плитной части отдельного фундамента и подколонника по образованию и раскрытию трещин
Расчёт подколонника на местное сжатие (смятие) выполняют на усилие Nс в уровне торца колонны по правилам расчёта элементов железобетонных конструкций. Первоначально проверяют прочность подколонника при отсутствии косвенной арматуры в виде сеток С-2 под дном стакана:
Rb,loc — расчётное сопротивление бетона местному сжатию (смятию).
Значение Rb,loc определяют по формуле
Rb — расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;
Первоначально осуществляют проверку прочности поперечного сечения подколонника на местное сжатие с учётом двух сеток косвенного армирования:
Rbs,loc — приведенное с учётом косвенной арматуры расчётное сопротивление бетона сжатию,
Rs,xy — расчётное сопротивление растяжению арматуры сетки С-2;
nx , Аsx , lx — соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки, считая в осях крайних стержней в направлении большего размера подколонника;
ny , Аsy , ly — то же, в направлении меньшего размера подколонника;
Аb,loc,ef — площадь бетона, заключённая внутри крайних стержней сетки косвенного армирования;
s — шаг сеток косвенного армирования по высоте подколонника; шаг принимают не менее 60 мм и не более 150 мм;
При невыполнении условия прочности с учётом двух сеток косвенного армирования следует увеличить диаметр арматуры или количество стержней в сетке С-2. При выполнении условия проверяют прочность бетона на местное сжатие в уровне нижней сетки С-2 по формуле
В приведенной зависимости z * — расстояние от дна стакана до нижней (второй) сетки косвенного армирования. При невыполнении последнего условия прочности увеличивают число сеток С-2 до трёх или четырёх с повторением соответствующей проверки.
Расчёт отдельных железобетонных фундаментов по образованию и раскрытию трещинпроизводят для тех сечений плитной части фундамента и подколонника, в которых требуется максимальное количество продольной арматуры, установленной проверками прочности по нормальным сечениям. Вместе с тем, указанный расчёт для подколонника можно не производить в следующих случаях:
1) фундамент является центрально нагруженным;
2) коэффициент армирования подколонника m по его растянутой грани не превышает 0,8 %:
в этом случае подколонник считается слабоармированным конструктивным элементом, у которого момент образования трещин практически совпадает с исчерпанием несущей способности, ранее обеспеченной расчётом прочности по нормальным сечениям;
3) относительные деформации на растянутой грани подколонника не превышают предельного значения относительной деформации бетона при растяжении
Ранее в СНиП 2.03.01-84 * последнее условие имело следующий вид:
Rbt,n — нормативное сопротивление бетона растяжению;
Nn , Mn , Qn — внутренние усилия в уровне обреза фундамента от нормативной внешней нагрузки;
Ared — приведенная к бетону площадь поперечного сечения подколонника;
Wred — момент сопротивления приведенного к бетону поперечного сечения подколонника.
Eb — начальный модуль упругости бетона,
Рис. 12.Диаграммы работы бетона при сжатии и растяжении
К трещиностойкости фундаментов предъявляют требования второй категории, т. е. в них допускаются и ограничиваются по величине трещины, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок acrc,2 и от полных нагрузок acrc,1. Первоначально производят расчёт по образованию трещин.
Для плитной части фундамента этот расчёт производят из условия
Mn — изгибающий момент в сечении плитной части фундамента от нормативных нагрузок, а именно реактивного давления грунта, рассчитанного от нормативных нагрузок;
Wpl — упругопластический момент сопротивления рассчитываемого сечения.
Для подколонника условие отсутствия трещин имеет вид:
Mn,r — изгибающий момент от внешних нормативных нагрузок относительно ядровой точки, наиболее удалённой от растянутой грани, трещиностойкость которой проверяется.
r — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до указанной выше ядровой точки,
В нашем случае при расчёте подколонника соответствующие формулы будут иметь следующий вид:
Если приведенные выше условия не выполняются, то в расчётных сечениях плитной части фундамента и подколонника образуются трещины и, следовательно, требуется выполнить проверки ширины их раскрытия.
Допускаемые значения ширины продолжительного раскрытия трещин от постоянных и временных длительных нагрузок составляют:
· [acrc,2] = 0,2 мм, если рассчитываемый элемент конструкции фундамента находится в условиях переменного уровня грунтовых вод;
· [acrc,2] = 0,3 мм, если рассчитываемый элемент конструкции фундамента находится выше или ниже уровня грунтовых вод.
Допускаемые значения ширины непродолжительного раскрытия трещин от полных нагрузок составляют:
· [acrc,1] = 0,3 мм, если рассчитываемый элемент конструкции фундамента находится в условиях переменного уровня грунтовых вод;
· [acrc,1] = 0,4 мм, если рассчитываемый элемент конструкции фундамента находится выше или ниже уровня грунтовых вод.
В общем случае ширина раскрытия трещин определяется по методике расчёта элементов железобетонных конструкций. В новом СП 52-101-2003 представленная зависимость имеет вид:
Es — модуль упругости рабочей арматуры;
ls — расстояние между смежными (соседними) нормальными трещинами, определяемое в соответствии с правилами расчёта элементов железобетонных конструкций;
— при расчёте подколонника,
— при расчёте плитной части;
Mpr — предельный момент по прочности, воспринимаемый в расчётном сечении,
— при расчёте подколонника,
— при расчёте плитной части,
As,f , As,t — соответственно фактически принятая и требуемая по расчёту прочности площадь рабочей арматуры.
Расчет по трещиностойкости фундаментов
БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Concrete and reinforced concrete structures. General provisions
Дата введения 2019-06-20
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений.
Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - д-р техн. наук Т.А.Мухамедиев; д-ра техн. наук , А.И.Звездов, Е.А.Чистяков, канд. техн. наук С.А.Зенин) при участии РААСН (д-ра техн. наук В.М.Бондаренко, Н.И.Карпенко, В.И.Травуш) и ОАО "ЦНИИпромзданий" (д-ра техн. наук Э.Н.Кодыш, Н.Н.Трекин, инж. ).
Изменение N 1 разработано авторским коллективом ОАО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - д-р техн. наук Т.А.Мухамедиев; д-р техн. наук Е.А.Чистяков, канд. техн. наук С.А.Зенин, канд. техн. наук Р.Ш.Шарипов, О.В.Кудинов).
1 Область применения
1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях Российской Федерации (при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.
1.2 Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов.
1.3 Требования настоящего свода правил не распространяются на проектирование сталежелезобетонных конструкций, фибробетонных конструкций, сборно-монолитных конструкций, бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений, а также на конструкции, изготовляемые из бетонов средней плотностью менее 500 и более 2500 кг/м, бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры. Проектирование перечисленных выше конструкций выполняют по соответствующим нормативным документам.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 24705-2004 Резьба метрическая. Основные размеры
ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия
ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования
ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент
ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Основные требования*
* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Бетоны. Методы определения морозостойкости". - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытания
ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости
ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и растворов. Технические условия*
* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия". - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов. Общие технические требования*
* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия". - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 25781-83 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Технические условия
ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 27005-2014 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора составов
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 33530-2015 Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия
ГОСТ 34329-2017 Опалубка. Общие технические условия
ГОСТ Р 52086-2003 Опалубка. Термины и определения
ГОСТ Р 58386-2019 Канаты защищенные в оболочке для предварительно напряженных конструкций. Технические условия
СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением N 1)
СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)
СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, 3)
СП 130.13330.2018 "СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий"
СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3)
5.6.1 Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых общих и неравномерных осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.
Примечание - При проектировании сооружений, расположенных вблизи окружающей застройки, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований сооружений окружающей застройки от воздействия проектируемых или реконструируемых сооружений (см. раздел 9).
5.6.2 Деформации основания в зависимости от причин возникновения подразделяют на два вида:
первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);
второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).
5.6.3 Расчет оснований по деформациям следует проводить исходя из условия совместной работы сооружения и основания.
Деформации основания фундаментов допускается определять без учета совместной работы сооружения и основания в случаях, оговоренных в 5.2.1.
5.6.4 Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:
- осадкой (подъемом) основания фундамента s;
- средней осадкой основания фундамента ;
- относительной разностью осадок (подъемов) основания двух фундаментов (L - расстояние между фундаментами);
- креном фундамента (сооружения) i;
- относительным прогибом или выгибом (L - длина однозначно изгибаемого участка сооружения);
- кривизной изгибаемого участка сооружения;
- относительным углом закручивания сооружения;
- горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) .
5.6.5 Расчет оснований по деформациям проводят исходя из условия
где - осадка основания фундамента (совместная деформация основания и сооружения);
- предельное значение осадки основания фундамента (совместной деформации основания и сооружения), устанавливаемое в соответствии с требованиями 5.6.46-5.6.50.
1 Для определения совместной деформации основания и сооружения могут применяться методы, приведенные в 5.1.11.
2 При расчете оснований по деформациям условие (5.6) следует выполнять в т.ч. для параметров, указанных в 5.6.4.
3 В необходимых случаях для оценки напряженно-деформированного состояния конструкций сооружений с учетом длительных процессов и прогноза времени консолидации основания следует проводить расчет осадок во времени с учетом первичной и вторичной консолидации.
4 Осадки основания фундаментов, происходящие в процессе строительства (например, осадки от веса насыпей до устройства фундаментов, осадки до омоноличивания стыков строительных конструкций), допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационную надежность сооружений.
5 При расчете оснований по деформациям необходимо учитывать возможность изменения как расчетных, так и предельных значений деформаций основания за счет применения мероприятий, указанных в 5.9.
Расчет по трещиностойкости фундаментов
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ (ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ) ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Concretes. Methods for determination of fracture toughness characteristics
Дата введения 1992-07-01
1. РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством высшего и среднего специального образования СССР
2. ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР
3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета по строительству и инвестициям от 25.11.91 N 13
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2003 г.
Настоящий стандарт распространяется на бетоны всех видов (кроме ячеистых), применяемых в строительстве, и устанавливает методы их испытаний для определения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости при статическом кратковременном нагружении.
Требования настоящего стандарта являются рекомендуемыми.
Обозначения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении 1. Пояснения к терминам приведены в приложении 2.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Характеристики трещиностойкости определяют при равновесных и неравновесных механических испытаниях.
Равновесные испытания на стадии локального деформирования образца характеризуются обеспечением адекватности изменения внешних сил внутренним усилиям сопротивляемости материала с соответствующим статическим развитием магистральной трещины.
Неравновесные испытания характеризуются потерей устойчивости процесса деформирования образца в момент локализации деформации по достижении максимальной нагрузки, с соответствующим динамическим развитием магистральной трещины.
1.2. Для определения характеристик трещиностойкости испытывают образцы с начальным надрезом. При равновесных испытаниях записывают диаграмму ; при неравновесных испытаниях фиксируют значение .
Допускается проведение равновесных испытаний с фиксацией текущих размеров развивающейся магистральной трещины () и соответствующих значений прилагаемой нагрузки () согласно приложению 3.
1.3. По результатам испытаний определяют следующие основные силовые - в терминах коэффициентов интенсивности напряжений (), энергетические - в терминах удельных энергозатрат () и джей-интеграла () характеристики трещиностойкости: , , , , , , , .
Значения , , определяют по приложению 4.
1.4. Определяемые по настоящему стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с другими характеристиками механических свойств) используют для:
- сравнения различных вариантов состава, технологических процессов изготовления и контроля качества бетонов;
- сопоставления бетонов при обосновании их выбора для конструкций;
- расчетов конструкций с учетом их дефектности и условий эксплуатации;
- анализа причин разрушений конструкций.
2. ОБРАЗЦЫ
2.1. Для определения характеристик трещиностойкости при равновесных испытаниях применяют образцы типа 1 для испытаний на изгиб (черт.1).
2.2. Для определения характеристик трещиностойкости при неравновесных испытаниях применяют образцы типов 1 для испытаний на изгиб (черт.1), 2 - для испытаний на осевое растяжение (черт.2), 3 - для испытаний на внецентренное сжатие (черт.3), 4 - для испытаний на растяжение при раскалывании (черт.4).
2.3. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов приведены на черт.1-4.
Минимальные размеры образцов и размеры начальных надрезов принимают по таблице в зависимости от размера зерна заполнителя .
Образец - призма квадратного поперечного сечения для испытания на изгиб силой в середине пролета.
Образец - призма квадратного поперечного сечения для испытания на осевое растяжение силой .
Образец - куб для испытаний на внецентренное сжатие силой .
Образец - цилиндр для испытаний на растяжение при раскалывании.
Примечание к черт.1-4. Обозначения приведены в приложении 1, размеры образцов - в таблице.
§ 34. Общие положения расчета оснований и фундаментов по предельным состояниям
Общие сведения. Основания и фундаменты надлежит проектировать так, чтобы была надежно обеспечена возможность нормальной эксплуатации сооружений. Для этого они должны быть прочными и устойчивыми, т. е. обладать достаточной несущей способностью. Если это условие не выполнено, то несущая способность основания и фундамента может оказаться исчерпанной, в результате чего расположенное на них сооружение будет разрушено или деформировано в такой степени, что нормальная эксплуатация сооружения будет невозможна или значительно затруднена. Различают пять форм исчерпания несущей способности оснований и фундаментов:
1) исчерпание прочности фундамента (прочности материала фундамента), приводящее к его разрушению;
2) исчерпание устойчивости фундамента, приводящее к его опрокидыванию;
3) исчерпание устойчивости фундамента, вызывающее его сдвиг;
4) исчерпание прочности основания, приводящее к большим просадкам;
5) исчерпание устойчивости основания, сопровождающееся сдвигом массы грунта совместно с фундаментом по некоторой поверхности скольжения — глубокий сдвиг.
Наиболее характерные схемы потери устойчивости фундаментов: опрокидывание с поворотом; плоский сдвиг; глубокий сдвиг.
Расчеты, выполняемые с целью не допустить исчерпания несущей способности оснований и фундаментов, называют расчетами их на прочность и устойчивость.
Основания и фундаменты могут обладать достаточной несущей способностью, но под воздействием нагрузок получать значительные перемещения, недопустимые по условиям нормальной эксплуатации сооружений. Расчеты оснований и фундаментов, имеющие целью не допустить таких перемещений, называются расчетами по деформациям.
Железобетонные конструкции фундаментов рассчитывают также на трещиностойкость. Такие расчеты должны исключить возможность чрезмерного раскрытия трещин, при котором возникает опасность коррозии (ржавления) арматуры. На трещиностойкость фундаменты рассчитывают обычными методами расчета железобетонных конструкций, которые в настоящем курсе не рассматриваются.
Расчеты оснований и фундаментов на прочность, устойчивость по деформациям и на трещиностойкость, как и других строительных конструкций, выполняют по методу предельных состояний. Под предельным состоянием подразумевается такое напряженное состояние конструкций или оснований, когда при самом незначительном увеличении нагрузок они перестают удовлетворять предъявляемым к ним требованиям: наступает их разрушение, возникают недопустимые деформации, происходит потеря устойчивости и т. п.
Основания и фундаменты мостов и труб под насыпями рассчитывают по двум группам предельных состояний:
по первой группе — по несущей способности оснований, устойчивости фундаментов против опрокидывания и сдвига, устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов, прочности и устойчивости конструкций фундаментов;
по второй группе — по деформациям оснований и фундаментов (осадкам, кренам, горизонтальным перемещениям), трещиностойкости железобетонных конструкций фундаментов.
Расчет по первой группе предельных состояний выполняют с целью не допустить исчерпания несущей способности и устойчивости оснований и фундаментов. Расчет производят исходя из условия
F≤Fu, (6.1)
где F — силовое воздействие (нагрузка) на основание или на фундамент; Fu — несущая способность (сила предельного сопротивления) основания или фундамента.
Цель расчета по второй группе предельных состояний — исключить возможность возникновения недопустимых по условиям нормальной эксплуатации сооружения деформаций (осадок, кренов, сдвигов) оснований и фундаментов. Расчет производят, исходя из соблюдения условия s< su, (6.2)
где s — совместная деформация основания и фундамента, определяемая расчетом; su —соответствующее предельно допустимое значение деформации.
При расчетах оснований и фундаментов необходимо иметь в виду, что по характеру действия на фундамент нагрузки подразделяют на постоянные и временные, которые могут действовать только в вертикальном направлении или же в горизонтальном и вертикальном направлениях одновременно. Последний случай является наиболее характерным для фундаментов мостов. К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкции, грунта и воды, а также горизонтальное давление грунта и воды. Остальные нагрузки относят к временным.
При проектировании фундаментов следует учитывать, что длительно действующие постоянные нагрузки оказывают решающее влияние на рост остаточной равномерной или неравномерной осадки оснований. Временные нагрузки, действующие на сооружение лишь в течение короткого промежутка времени, почти не оказывают влияния на увеличение остаточных деформаций. Это объясняется тем, что уплотнение фундаментом большой массы грунта представляет собой не кратковременное явление, а длительный, сложный, зависящий от многих факторов процесс. Кроме фактора продолжительности действия нагрузки на степень уплотнения грунтов оказывает большое влияние удельное давление, с увеличением которого возрастает осадка основания.
Основными характеристиками нагрузок и воздействий являются Их нормативные значения, принимаемые для постоянных нагрузок по проектным значениям геометрических параметров конструкций и по средним значениям плотности материалов; для временных (подвижных и монтажных) нагрузок по ожидаемым наибольшим значениям для предусмотренных условий эксплуатации сооружений или производства работ по их возведению.
Поскольку теоретические методы расчета совместной работы фундаментов и оснований пока еще недостаточно разработаны, при проектировании по предельным состояниям принимают систему расчетных коэффициентов, гарантирующих необходимую надежность проектных решений. Эти коэффициенты, именуемые коэффициентами надежности, позволяют раздельно учесть возможные отклонения в значениях действующих нагрузок, особенностях работы сооружений, в физико-механических свойствах материалов и грунтов.
Коэффициент надежности по нагрузке γf учитывает возможные отклонения в неблагоприятную сторону (большую или меньшую) значений нагрузок в процессе эксплуатации от их нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации. Расчетные нагрузки и воздействия получают умножением их нормативных значений на коэффициент надежности по нагрузке.
Уменьшение вероятности одновременного превышения несколькими нагрузками их расчетных значений по сравнению с вероятностью превышения одной нагрузкой ее расчетного значения учитывают коэффициентом сочетаний.
Основными параметрами сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления, устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций с учетом случайной изменчивости механических свойств материалов.
Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований фундаментов и их деформации, являются нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов (угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля деформации, сопротивлений одноосному сжатию и сдвигу скальных и мерзлых грунтов и т. д.).
Читайте также: