Визначення навантажень на фундамент

Навантаження, які діють на фундамент і передаються на основу, встановлюють відповідно до вимог [4]. Навантаження і впливи на основи, які передаються фундаментами споруд, повинні визначатись розрахунком, як правило, з урахуванням спільної роботи споруди і основи.

Навантаження на фундамент визначають з урахуванням:

а) перерозподілу їх за рахунок жорсткості верхньої будови;

б) перерозподілу їхза рахунок піддатливості основи.

Визначення навантажень на фундаменти з урахуванням означених факторів можливе шляхом статичного розрахунку будівлі або споруди в цілому за допомогою існуючих програмних комплексів (Лира, SCAD тощо). При виконанні дипломного проекту бажано використовувати такі комплекси.

При виконанні курсового проекту можна обмежитись визначенням навантажень на фундаменти без урахування їх перерозподілу надфундаментною конструкцією. При цьому на фундаменти передається навантаження, яке визначається на колону або стіну з вантажних площ перекриттів.

Усі вертикальні навантаження визначають на рівні обрізу фундаменту, а моментні на рівні підошви фундаменту. Методика спрощеного визначення навантажень з вантажних площ детально викладена у [5].

Розрахунок основ за деформаціями повинен виконуватись на основне сполучення навантажень (включаючи постійні, тривалі та короткочасні навантаження), а розрахунок за несучою здатністю - на основне, а при наявності епізодичних навантажень - на основне і аварійне сполучення.

При цьому навантаження на перекриття і снігові навантаження, які відповідно до [4] можуть відноситись як до тривалих (при урахуванні квазіпостійного значення), так і до короткочасних (при урахуванні характеристичного значення), при розрахунках основ за несучою здатністю враховуються як короткочасні, а при розрахунках за деформаціями - як тривалі. Навантаження від рухомого підйомно-транспортного обладнання в обох випадках враховуються як короткочасні.

Для розрахунків основ і фундаментів за першою групою граничних станів (за міцністю і стійкістю) визначають розрахункові граничні значення навантаженнь відповідно до [4], а для розрахунків за деформаціями - розрахункові експлуатаційні значення навантажень.

 

Каркасні споруди

 

Постійні зосереджені навантаження (вертикальні) на фундамент включають в себе вагу колон (опор), ригелів, балок, ферм тощо, які припадають на один фундамент. Цю вагу обчислюють за геометричними розмірами або находять за каталогом на збірні залізобетонні вироби. Для підрахунку впливу рівномірно розподілених по площі постійних навантажень від ваги конструкцій підлоги, перекриттів, покриттів, покрівлі необхідно визначити площу завантаження, яка припадає на один фундамент. Для середніх колон площа завантаження дорівнює добуткові кроку колон у двох взаємно перпендикулярних напрямках, а для крайніх - половині цього добутку.

Перемноживши значення вантажної площі на суму питомих значень рівномірно розподілених навантажень по поверхах, одержують зосереджену силу від цих навантажень на фундамент. Аналогічно визначають і навантаження від огороджувальних конструкцій (панелі, стіни), а площа завантаження в цьому випадку дорівнює добутку кроку колон на висоту огородження.

Безкаркасні споруди

Для безкаркасних споруд всі вертикальні навантаження визначають на 1 м погонної довжини фундаменту (стрічкового або пальового стрічкового фундаменту).

В першу чергу за геометричними розмірами визначають вагу 1 м погонної довжини стіни ураховуючи дверні та віконні прорізи (якщо вони є). Потім визначають, чи є ця стіна несучою або самонесучою. Навантаження на фундамент під самонесучі стіни визначаються тільки їх власною вагою.

Для підрахунку рівномірно розподілених навантажень по поверхах (як постійних, так і змінних) визначають площу завантаження, яка приходиться на 1 м погонної довжини несучої стіни. Площа завантаження для внутрішніх стін дорівнює відстані між ними, а для зовнішніх - половині цієї відстані.

Моментні навантаження

 

Моментні навантаження діють на фундамент за рахунок горизонтальних сил (вітру, гальмування кранів, тиску ґрунту на огородження та ін.), а також в результаті позацентрового (відносно центра ваги підошви фундаменту) прикладання вертикальних навантажень.

Вітрові та кранові навантаження, які діють на фундамент, можуть прийматись без урахування їх перерозподілу між іншими конструкціями.

Схема дії горизонтальних навантажень на багатоповерхову безкранову будівлю показана на рисунку 3.1.

Горизонтальне характеристичне навантаження на стіну підвалу від активного тиску ґрунту засипання та рівномірно розподіленого при-вантаження інтенсивністю q на поверхні засипання, кН/м

Е_А= _,                                                        (3.6)

де γ – середня питома вага грунту засипання, кН/м³;

Н – глибина до підлоги підвалу, м;

q – інтенсивність привантаження, кН/м² (за його відсутності q = 0);

φ – розрахункове значення кута внутрішнього тертя грунту засипання, градус.

Зосереджену силу від дії активного тиску грунту, що припадає на фундамент, одержують множенням її значення на крок колон для каркасних споруд або на 1 п.м. для безкаркасних споруд.

Рівнодіюча сила Е_А прикладається до стіни підвалу горизонтально на рівні центра епюри активного тиску. Плече для обчислення моменту визначають від рівня підошви фундаменту до точки прикладання рівнодіючої.

Моменти від позацентрового прикладання вертикальних навантажень, які утворюються при кріпленні конструкцій огородження до колони, при дії вертикальних кранових навантажень, при наявності двох і більше стаканів у стовпчастих фундаментів та інше, обчислюють як добуток вертикальних сил і відповідних ексцентриситетів.

 

 

Рисунок 3.1 – Схема дії горизонтальних навантажень на фундаменти

 

Сполучення навантажень

 

При розрахунку фундаментів визначають найбільш несприятливе їх сполучення.

При виконанні курсового проекту допускається не складати всі можливі варіанти сполучень навантажень, а порівняти 2-3 наперед відомі найбільш несприятливі для фундаментів сполучення.

Усі дані про розрахункові експлуатаційні та граничні значення навантажень заносять в таблицю 3.2.

 

Таблиця - 3.2 - Найбільш несприятливе сполучення навантажень на фундамент