СБОР НАГРУЗОК НА ФУНДАМЕНТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Сбор нагрузок на фундаменты

Методические указания

Санкт-Петербург

Издательство политехнического университета

2007

Федеральное агентство по образованию

_--------___

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Сбор нагрузок на фундаменты

Методические указания

Санкт-Петербург

Издательство политехнического университета

2007

УДК 624.131 (0.76.5)

ББК

Б

Мельников В.А. Основания и фундаменты. Сбор нагрузок на фундаменты. Методические указания. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2007. 22 с.

Методические указания соответствуют образовательному стандарту дисциплины СД.06 - «Основания и фундаменты» подготовки специалистов по направлениям «Электроэнергетика», специальность 140202 – «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»; «Строительство», специальности 270102 – «Промышленное и гражданское строительство», 270104 – «Гидротехническое строительство», 270105 – «Городское строительство и хозяйство», 270115 – «Экспертиза и управление недвижимостью»; «Природообустройство», специальность 280401 – «Водохозяйственное и ландшафтное строительство».

Включены материалы, необходимые для обучения студентов методам проектирования оснований и фундаментов различного назначения. Изложена методика сбора и подсчета нагрузок на фундаменты в соответствии с положениями действующих норм СНиП 2.01.07–85* - «Нагрузки и воздействия», СНиП 2.02.01–83* - «Основания зданий и сооружений». Приведены примеры выполнения подсчета нагрузок на фундаменты зданий и сооружений ПГС, ГТС и др.

Предназначены для студентов, изучающих дисциплину «Основания и фундаменты» в рамках обучения по строительным специальностям и служат дополнением к рекомендуемым в СПбГПУ учебникам и учебным пособиям.

Ил. 6. Табл. 8. Библиограф. названий 5.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

НАГРУЗКИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Целью курсовой работы, выполняемой студентами ИСФ, ФОДО по дисциплине «Основания и фундаменты» является проектирование оснований и фундаментов сооружений (зданий), в качестве которых может быть задан: портовый склад (№6), водонапорная башня (№4), акведук (№3), водосброс (№2) и др.

    Сбор нагрузок на фундаменты зданий и сооружений является первым и одним из основных и обязательных этапов проектирования.

    В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные.

    Постоянными считаются нагрузки и воздействия, которые действуют постоянно как в период строительства, так и при эксплуатации сооружения. К ним относятся собственный вес несущих конструкций, вес и давление грунта и др.

    Временными считаются нагрузки и воздействия, которые прикладываются или возникают в отдельные периоды строительства и эксплуатации. В определенные периоды они могут уменьшаться, либо вовсе прекращать действие.

    Временные нагрузки, в свою очередь, подразделяются на длительные, кратковременные и особые.

    К длительно действующим временным нагрузкам принято относить: вес стационарного оборудования, вес складируемых материалов, давление жидкостей (в курсовой работе длительная временная нагрузка задана распределенной нагрузкой q на перекрытияx и весом воды).

    К кратковременным относятся нагрузки, действующие непродолжительное время: вес подвижного подъемно-транспортного оборудования, людей, а также ветровая и снеговая нагрузки. Следует отметить, что временные нагрузки на перекрытия и снеговая нагрузка могут относиться как к длительным (при расчете по деформациям), так и к кратковременным (при расчете по несущей способности).

    К особым относятся нагрузки и воздействия, возникающие в исключительных случаях – сейсмические, аварийные, от взрывных работ (в вариантах курсовой работы особые нагрузки могут отсутствовать).

    Расчеты фундаментов и их оснований производятся (по действующим нормам) на два возможных сочетания нагрузок – основное и особое.

    В основное сочетание включаются все постоянные (П), временные длительные (В_дл) и, как правило, одна кратковременная (В_кр) нагрузки: (П + В_дл + 1В_кр).

    В особое сочетание включаются постоянные, временные длительные и из всех кратковременных выбирается n нагрузок, вызывающих определенный вид деформации основания, и добавляется одна особая нагрузка или воздействие: (П + В_дл + 1В_кр + 1Ос).

    В курсовой работе расчеты оснований ограничиваются основным сочетанием нагрузок.

СБОР НАГРУЗОК НА ФУНДАМЕНТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ.

Прежде, чем приступить к сбору нагрузок, необходимо начертить схему сооружения в масштабе, принятом в соответствии с заданными размерами сооружения.

Затем необходимо наметить фундаменты, расчет и проектирование которых будет осуществляться, и разработать схему сбора нагрузок на них. То есть выделить элементы конструкции сооружения (колонны, перекрытия, стены и др.), нагружающие фундамент, определить размеры грузовых площадей перекрытий и т.д.

При подсчете нагрузок могут встретиться два варианта. При расчете фундаментов опор мостов, водонапорных башен и подобных им сооружений, не имеющих однотипных элементов, подсчитываются нагрузки от всего сооружения. При расчете же фундаментов под стены здания портового склада, акведука, водосброса и подобных им сооружений нет необходимости определять нагрузки от всего сооружения; достаточно лишь подсчитать нагрузку, приходящуюся на повторяющийся отдельный элемент конструкции с соответствующей грузовой площадью.

При расчете оснований фундаментов неразрезных и рамных конструкций разрешается сбор нагрузок производить без учета перемещений фундаментов, вызываемых осадкой, и без учета неразрезности конструкции сооружения.

Нагрузки от сооружения на фундамент определяются на уровне его обреза и соответственно представляются вертикальными и горизонтальными силами (N и Т), а также моментами (М) относительно главных осей инерции площади обреза фундамента.

Давление грунта на подземные конструкции расcчитываются по формуле активного давления грунта на подпорные стены [2], [5].

Нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций, от давления и веса грунта относятся к постоянно действующим.

Временные нагрузки в задании представлены:

длительными – вес воды (водонапорная башня, акведук, водосброс) и равномерно распределенная – q на перекрытиях и кровле.

кратковременной – ветровая нагрузка (водонапорная башня, акведук, водосброс).

Особые нагрузки в курсовой работе не задаются.

В расчетах принимают значения удельного веса материала (железобетона) несущих конструкций (колонны, перекрытия) – γ_ж/б = 2,5 тс/м³, кирпичных стен – γ_кир = 1,8 тс/м³.

Полученные подсчетом и приведенные в задании в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» нагрузки характеризуются нормативными значениями.

Расчет же оснований и фундаментов проводится на расчетные значения нагрузок, которые определяются как произведение нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке γ_f, учитывающий возможное отклонение нагрузки в неблагоприятную сторону, т.е.

N^p = γ_f ּN^н

Значения коэффициентов надежности по нагрузке γ_f принимаются в соответствии с [3]:

- для постоянных нагрузок (вес стен, колонн, перекрытий) γ_f = 1,1;

- для временных длительных нагрузок (давление и вес воды, q -нагрузка на перекрытиях) γ_f = 1,2;

- временная кратковременная нагрузка (ветровая) γ_f = 1,4.

Расчеты на устойчивость оснований, определение числа свай свайного фундамента, т.е. расчеты по несущей способности (по 1-ой группе предельных состояний) ведутся на расчетные значения нагрузок с коэффициентами надежности γ_f = 1,1; 1,2; 1,4 (N^p = γ_f ּN^н = N_I).

Определение же осадок и размеров фундаментов мелкого заложения, определение осадок свайных фундаментов, т.е. расчет по деформациям (по 2-ой группе предельных состояний) проводятся с расчетными значениями нагрузок с коэффициентами надежности γ_f = 1 для всех типов нагрузок П, В_дл и В_кр, т.е. численно расчетные нагрузки равны нормативным (N^p = 1ּN^н = N_II).

Результаты сбора и подсчета нагрузок на фундаменты сводятся в таблицу 1, форма которой рекомендуется. Далее производят суммирование нагрузок по формуле основного сочетания (П + В_дл + 1В_кр) и определяют усилия N, Т и М, действующие по обрезам фундаментов (таб. 2).

    Таблица 1

Таблица сбора и подсчета нагрузок.

В вариантах водонапорной башни, в случае расчета одиночного фундамента суммарную нагрузку (горизонтальную Т и вертикальную N) делят на 6 (по числу колонн).

Таблица 2

Сводная таблица усилий N, Т и М, действующих по обрезам фундаментов.

    В приложениях приводятся примеры подсчета нагрузок на фундаменты:

1. здания каркасного типа (портовый склад, механические мастерские и пр.) – приложение 1;

2. водонапорной башни – приложение 2;

3. консольного водосброса – приложение 3.

Рекомендуемая литература.

1. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. Учебное пособие/ Далматов Б.И. и др./М.: Изд-во АСВ, СПб: СПбГАСУ, 2001, 440 с.

2. Бугров А.К. Механика грунтов: Учебное пособие, Изд-во СПб ГПУ, 2004, 256 с.

3. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003, 44 с.

4.  СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений. – М., 2001, 47 с.

5. «Основания, фундаменты и подземные сооружения» справочник проектировщика, под редакцией Е.А. Сорочана, М.: Стройиздат, 1985, 480 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Приложение 2