ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ПРОМСТРОЙПРОЕКТ ГОССТРОЯ СССР

ПОСОБИЕ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

(к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)

Утверждено

приказом Ленпромстройпроекта от 14 декабря 1984 г.

Москва

Центральный институт типового проектирования

1989

Изменение в «Пособии по проектированию фундаментов
на естественном основании под колонны зданий и сооружений
(к СНиП 2.03.0184 и СНиП 2.02.0183)»

Внесено изменение ГПИ Ленпромстройпроекта, измененные пункты отмечены *. 

Рекомендовано к изданию решением технического совета Ленпромстройпроекта Госстроя СССР.

Приведены указания по проектированию различных типов фундаментов и их расчет с помощью ЭВМ.

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

При пользовании Пособием необходимо учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники» Госстроя СССР, «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие разработано к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

В Пособии содержатся основные положения по проектированию монолитных и сборных фундаментов под железобетонные и стальные колонны, их расчет и конструирование; приводятся указания по выбору оптимального варианта проектирования фундаментов, расчет и проектирование анкерных болтов и приемы армирования фундаментов.

Для облегчения труда проектировщиков приведены графики и таблицы для определения размеров фундаментов, примеры расчета и конструирования различных типов фундаментов.

Пособие разработано Ленпромстройпроектом канд. техн. наук М.Б.Липницкий, В.А.Егорова; совместно с ЦНИИпромзданий кандидаты техн. наук Н.А.Ушаков, А.М.Туголуков, Ю.В.Фролов; ПИ-1 - канд. техн. наук А.Л.Шехтман, А.В.Шапиро; НИИЖБом кандидаты техн. наук Н.Н.Коровин, М.Б.Краковский; НИИОснований д-р техн. наук Е.А.Сорочан.

Замечания и предложения по содержанию Пособия просьба направлять по адресу: 186190, Ленинград, Ленинский пр., 160, Ленпромстройпроект.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Настоящее Пособие, разработанное к СНиП 2.03.01-084 и СНиП 2.02.01-83, распространяется на проектирование отдельных железобетонных фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений.

1.2. Проектирование оснований зданий и сооружений, то есть подбор размеров подошвы фундамента из расчета оснований, рекомендуется выполнять в соответствии со СНиП 2.02.01-83 и «Пособием по проектированию оснований зданий и сооружений» (к СНиП 2.02.01-83).

1.3. Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, должны устанавливаться расчетом, как правило, исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания или фундамента и основания. Учет нагрузок и воздействий в расчетах оснований рекомендуется выполнять в соответствии со СНиП 2.02.01-83 и «Пособием по проектированию оснований зданий и сооружений».

1.4. Проектирование фундаментов, эксплуатирующихся в агрессивной среде, производится с учетом требований СНиП 2.03.11-85.

1.5. Применяемые в строительстве железобетонные фундаменты могут быть представлены следующими типами:

монолитные с применением многооборачиваемой инвентарной опалубки (черт. 1, 2);

сборные железобетонные из одного блока (черт. 3);

сборно-монолитные (черт. 4, 5).

Черт. 1. Монолитные фундаменты стаканного типа
со ступенчатой плитной частью

Черт. 2. Монолитные фундаменты с пирамидальной плитной частью

Черт. 3. Сборные железобетонные фундаменты
а - пирамидальные; б - с уширением плитной части

Черт. 4. Сборно-монолитные фундаменты с подколонниками рамного типа

а - для зданий без подвала; б - для зданий с подвалом

Черт. 5. Сборно-монолитные фундаменты с подколонником,
состоящим из сборных плит и монолитного бетона

1 - сборные железобетонные плиты; 2 - монолитный бетон; 3 - металлические скрутки; 4 - петлевые выпуски

При этом рекомендуется расширять область применения монолитных конструкций фундаментов с учетом повышения технического уровня монолитного фундаментостроения. Сборные и сборно-монолитные фундаменты рекомендуется применять при технико-экономическом обосновании, подтверждающем целесообразность их применения, в соответствии с «Руководством по выбору проектных решений фундаментов».

2. РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ
ПОД ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Расчет прочности фундаментов и определение ширины раскрытия трещин производится в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а также «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры».

2.2. Расчет фундаментов по прочности включает определение высоты плитной части фундамента, размеров ступеней, арматуры плитной части, расчет поперечных сечений подколонника и его стаканной части и производится на основное или особое сочетание расчетных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке ?f > 1.

2.3. Расчет элементов фундамента (плитной части и подколонника) по образованию и раскрытию трещин производится на основное или особое сочетание расчетных нагрузок при ?f = 1.

2.4. Исходными данными для расчета фундаментов по прочности, кроме сочетаний расчетных нагрузок, являются:

размеры в плане b и l подошвы плитной части фундамента, определяемые в соответствии с п. 1.2;

полная высота фундамента h, определяемая глубиной заложения и отметкой обреза фундамента;

сечения колонны bc, lc и подколонника в плане bcf, lcf.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА И РАЗМЕРОВ СТУПЕНЕЙ РАСЧЕТОМ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ

2.5. Минимальная высота плитной части фундамента при соотношении сторон его подошвы b/l ? 0,5 определяется из расчета на продавливание. При этом продавливающая сила должна быть воспринята бетонным сечением плитной части фундамента, как правило, без постановки поперечной арматуры. В стесненных условиях (при ограничении высоты фундамента) допускается поперечная арматура.

2.6. Следует различать две схемы расчета на продавливание в зависимости от вида сопряжения фундамента с колонной:

1-я при монолитном сопряжении колонны с фундаментом (черт. 6, а) или подколонника с плитной частью фундамента при высоте подколонника hcf ? 0,5 (lcf - lc) (черт. 6, б), а также при стаканном сопряжении сборной колонны с высоким фундаментом при высоте подколонника, удовлетворяющей условию hcf - dp ? 0,5 (lcf - lc) (черт. 6, в). В этом случае продавливание плитной части рассматривается от низа монолитной колонны или подколонника на действие продольной силы N и изгибающего момента М;

2-я при стаканном сопряжении сборной колонны с низким фундаментом при высоте подколонника, удовлетворяющей условию hcf - dp ? 0,5 (lcf - lc)  (черт. 7). В этом случае фундаменты рассчитываются на продавливание колонной от дна стакана и на раскалывание от действия только продольной силы Nc (п. 2.20).

Черт. 6. Виды сопряжений фундамента с колонной по 1-й схеме расчета на продавливание

а - монолитное сопряжение колонны с плитной частью фундамента; б - то же при высоте подколонника hcf ? 0,5 (lcf - lc); в - стаканное сопряжение колонны с высоким фундаментом при hcf - dp ? 0,5 (lcf - lc)

Черт. 7. Сопряжение сборной колонны с низким фундаментом
при hcf - dp ? 0,5 (lcf - lc)

2.7. При опирании на фундамент двух или более колонн, а также двухветвевых колонн продавливание рассматривается при воздействии на фундамент условной колонны, размеры которой равны габаритам по наружным граням колонн, а глубина стакана принимается в уровне наиболее заглубленной колонны (черт. 8).

Черт. 8. Схемы продавливания фундамента при опирании на него
двух колонн

а - расположение колонн в одном уровне; б - расположение колонн в разных уровнях; 1 внутренняя грань стакана; 2 наружная грань условной колонны

Расчет на продавливание по схеме 1 (см. черт. 6)

2.8. Расчет на продавливание плитной части центрально-нагруженных квадратных железобетонных фундаментов производится из условия

 F ? Rbt um h0,pl , (1)

где F - продавливающая сила;

Rbt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, принимаемое с необходимыми коэффициентами условий работы ?b2 и ?b3 в соответствии с табл. 15 СНиП 2.03.01-84 как для железобетонных сечений;

um - среднеарифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения h0,pl

 um = 2 (bc + lc + 2 h0,pl) . (2)

При определении величин um и F предполагается, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы (площадь сечения колонны или подколонника), а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали (черт. 9).

Черт. 9. Схема образования пирамиды продавливания в центрально-нагруженных квадратных железобетонных фундаментах

В формуле (2) и последующих формулах раздела величины bc, lc заменяются размерами в плане сечения подколонника bcf, lcf, если продавливание происходит из нижнего обреза подколонника.

Величина продавливающей силы F принимается равной величине продольной силы N, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом величины реактивного давления грунта, приложенного к большему основанию пирамиды продавливания (считая до плоскости расположения растянутой арматуры).

2.9. Расчет на продавливание центрально-нагруженных прямоугольных, внецентренно нагруженных квадратных и прямоугольных фундаментов (черт. 10) также производится в соответствии с п. 2.8 и условием (1). При этом рассматривается условие прочности на продавливание только одной наиболее нагруженной грани пирамиды продавливания.

Величина продавливающей силы F в формуле (1) принимается равной

 F = Аo рmax ,  (3)

где Ao  часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжением в плане соответствующих ребер (многоугольник abcdeg, см. черт. 10).

Черт. 10. Схема образования пирамиды продавливания
в центрально-нагруженных прямоугольных, а также
внецентренно нагруженных квадратных к прямоугольных фундаментах

Ао = 0,5b (l - lc - 2h0,pl) - 0,25 (b - bc - 2h0,pl)2 , (4)

при b - bc - 2h0,pl ? 0 (черт. 11) последний член в формуле (4) не учитывается;

Черт. 11. Схема образования пирамиды продавливания во внецентренно нагруженных прямоугольных фундаментах при 0,5 (b - bc) ? h0,pl

рmax  максимальное краевое давление на грунт от расчетной нагрузки, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах);

при расчете внецентренно нагруженного фундамента в плоскости эксцентриситета

 , (5)

при расчете в перпендикулярной плоскости, а также для центрально-нагруженного фундамента

 . (6)

Средний периметр пирамиды продавливания um в формуле (1) заменяется средним размером проверяемой грани bm и вычисляется по формулам:

при b - bc ? 2h0,pl (см. черт. 10) bm = bc + h0,pl ; (7)

при b - bc ? (см. черт. 11) bm = 0,5 (b + bc) , (8)

где bc  размер сечения колонны или подколонника, являющийся верхней стороной рассматриваемой грани пирамиды продавливания.

2.10. При действии на фундамент изгибающих моментов в двух направлениях расчет на продавливание выполняется раздельно для каждого направления.

2.11. Рабочую высоту h0,pl центрально-нагруженных, внецентренно нагруженных квадратных и прямоугольных фундаментов можно определить по графику прил. 1, составленному на основании условия 1.

2.12. Рабочую высоту h0,pl внецентренно нагруженных фундаментов можно определить также по формулам:

при 0,5 (b - bc) > h0,pl (см. черт. 10)

h0,pl = ?0,5 bc  , (9)

где безразмерная величина r = Rbt / pmax ;

cl = 0,5 (l - lc),   cb = 0,5 (b - bc) ;

при 0,5 (b - bc) ? h0,pl  (см. черт. 11)

h0,pl = . (10)

2.13. Высота ступеней назначается в зависимости от полной высоты плитной части фундамента, которую можно получить добавлением толщины защитного слоя к рабочей высоте плитной части фундамента h0,pl и приведением полной высоты h к модульному размеру.

Высоту ступеней рекомендуется назначать в соответствии с табл. 4 (см. п. 4.7).

2.14. Вылеты ступеней фундамента определяются расчетом но продавливание в соответствии с положениями п. 2.9. Вылет нижней ступени c1 (черт. 12) можно определить, предварительно задавшись шириной второй ступени b1 из условия

 F ? Rbt h01 bm1 . (11)

Черт. 12. Схема образования пирамиды продавливания в нижней ступени прямоугольных железобетонных фундаментов

Величина силы F и величина среднего размера грани пирамиды продавливания первой ступени bm1 принимаются равными:

F = A01 pmax ; (12)

при b - b1 ? 2h01 bm1 = b1 + h01 ; (13)

при b - b1 ? 2h01 bm1 = 0,5 (b + b1 0 , (14)

где А01 - площадь многоугольника a1b1u1d1e1g1, равная

А01 = 0,5b (l - l1 - 2h01) - 0,25 (b - b1 - 2h01)2 ; (15)

при b - b1 - 2h01 ? 0 последний член формулы (15) не учитывается.

2.15. Вылет нижней ступени с1 можно получить при условии равенства вылетов с1 = с2 (см. черт. 12) по формуле

с1 = с2 = 0,5b + (1 + r)h01 -  . (16)

Вылеты ступеней, при условии их равенства в двух направлениях (например, с1 = с2), рекомендуется определять с помощью прил. 2, где приведены модульные размеры вылетов ступеней с для фундаментов из бетона класса В15 (Rbt = 0,75 МПа и ?b2 = 1). При бетоне других марок и других значений ?b2 величины максимальных давлений грунта рmax умножаются на отношение ?b2 Rbt/0,75, где величина Rbt в МПа.

2.16. Вылет нижней ступени c1 принимается не более величин, указанных в прил. 3.

2.17. Вылет второй ступени фундамента определяется расчетом на продавливание аналогично вылету нижней ступени (пп. 2.14, 2.15). При этом можно предварительно задаться размерами в плане третьей ступени пересечением линии АВ (см. черт. 12) с линией, ограничивающей высоту второй ступени, по формулам:

 l2 = (l - 2c1 - lc)h3 / (h2 + h3) + lc ; (17)

b2 = (b - 2c2 - bc)h3 / (h2 + h3) + bc . (18)

Окончательные размеры ступеней назначают с учетом модульности размеров фундаментов в соответствии с табл. 4 и пп. 4.4, 4.7.

2.18. Для некоторых частных случаев соотношений размеров ступеней проверка несущей способности плитной части производится следующим образом :

а) центрально- и внецентренно нагруженные прямоугольные фундаменты с верхней ступенью, одна из сторон которой l1 ? lc + 2h2, а другая b1 ? bc + 2h2 (черт. 13).

Черт. 13. Схема образования пирамиды продавливания в прямоугольных железобетонных фундаментах с верхней ступенью размерами, при которых одна из сторон ступени l1 ? lc + 2h2, а другая b1 ? bc + 2h2

Расчет на продавливание производится из условия

F ? Rbt (h01 bm1 + h2 bm2) . (19)

Величина F вычисляется по формуле (3), величины bm1 и bm2 принимаются равными:

bm1 = b1 + h01 ; (20)

bm2 = 0,5 (b1 + bc) ; (21)

Aо площадь многоугольника abcdeg, равна

Ao = 0,5b (l - lc - 2h0,pl) - 0,25 (b - b1 - 2h01)2 , (22)

где h01 рабочая высота нижней ступени фундамента.

Если 0,5 (b - b1) ? h01, то последний член формулы (22) не учитывается;

б) центрально- и внецентренно нагруженные прямоугольные фундаменты, имеющие в двух направлениях разное число ступеней (черт. 14).

Черт. 14. Схема образования пирамиды продавливания
в прямоугольных железобетонных фундаментах,
имеющих в двух направлениях разное число ступеней

Расчет на продавливание производится из условия

 F ? Rbt [(h01 + h2) bm + h3 bc ] . (23)

Величина силы F определяется по формуле (3). Величина среднего размера грани пирамиды продавливания bm принимается равной

 bm = bc + h01 + h2 ; (24)

Ao - площадь многоугольника abcdeg, равна

Ao = 0,5b (l - lc - 2h0,pl) - 0,25 [b - bc - 2(h01 + h2)]2 . (25)

Если 0,5 (b - bc) ? h01 + h2, то последний член формулы (25) не учитывается.

Расчет на продавливание по схеме 2

2.19. Расчет на продавливание центрально- и внецентренно нагруженных стаканных фундаментов (низких) квадратных и прямоугольных в плане рот высоте подколонника, удовлетворяющей условию hcf - dp ? 0,5 (lcf - lc) (см. черт. 7), производится на действие только расчетной продольной силы Nc, действующей в уровне торца колонны:

на продавливание фундамента колонной от дна стакана;

на раскапывание фундамента колонной.

2.20. Расчетная продольная сила Nс, действующая в уровне торца колонны, определяется из условия

 Nc = ? N , (26)

где ? коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N на плитную часть фундамента через стенки стакана и принимаемый равным

 ? = (1 - 0,4Rbt Ac/N), но не менее 0,85,  (27)

где Rbt расчетное сопротивление бетона замоноличивания стакана принимается с учетом коэффициентов условий работы ?b2, ?b9 по табл. 15 СНиП 2.03.01-84;

Ac = 2(bc + lc) dc- площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента.

2.21. Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана при действии продольной силы Nc (черт. 15) производится из условия

Nc ? bl Rbt bm (h0,p - dp) / Ao , (28)

где Rbt принимается по п. 2.8;

Ao - площадь многоугольника abcdeg (см. черт. 15), равная

Ao = 0,5b (l - lp - 2h0,p) - 0,25 (b - bp - 2h0,p)2 ; (29)

 bm = bp + ho,p . (30)

В формулах (29) и (30) :

ho,p рабочая высота пирамиды продавливания от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры;

bp, lp размеры по низу меньшей и б?льшей сторон стакана (см. черт. 15).

Черт. 15. Схема образования пирамиды продавливания в стаканном фундаменте от действия только продольной силы

2.22. Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы Nc (черт. 16) производится из условий:

при bc / lc ? Ab / Al      Nc ? (1 + bc / lc) ? ?g Al Rbt ;   (31)

при bc / lc ? Ab / Al      Nc ? (1 + lc / bc) ? ?g Ab Rbt ; (32)

где ? коэффициент трения бетона по бетону, принимаемый равным 0,75;

?g коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом и принимаемый равным 1,3; при отсутствии засыпки фундамента грунтом (например, в подвалах) коэффициент принимается равным 1;

Al, Ab - площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечения колонны параллельно соответственно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади стакана фундамента (см. черт. 16).

ПОДКОЛОННИК СЕЧЕНИЕМ 2,1?1,2 М

N,	Mx / My
тс	0,151	0,325	0,509	0,726	1,0	1,376	1,963	3,078	6,61
50	1,0	1,03	1,08	1,15	1,26	1,37	1,50	1,60	1,70
100	1,0	1,03	1,07	1,15	1,24	1,34	1,50	1,60	1,68
150	1,0	1,03	1,07	1,14	1,22	1,31	1,45	1,55	1,66
200	1,0	1,02	1,06	1,13	1,21	1,31	1,42	1,55	1,64
250	1,0	1,02	1,06	1,12	1,20	1,30	1,40	1,53	1,64
300	1,0	1,02	1,06	1,12	1,19	1,28	1,40	1,52	1,62
350	1,0	1,02	1,06	1,11	1,17	1,27	1,38	1,51	1,62
400	1,0	1,02	1,06	1,11	1,17	1,27	1,38	1,50	1,60
450	1,0	1,02	1,05	1,10	1,16	1,26	1,36	1,50	1,60
500	1,0	1,02	1,05	1,09	1,16	1,26	1,36	1,48	1,60
550	1,0	1,02	1,05	1,09	1,16	1,25	1,35	1,48	1,60
600	1,0	1,02	1,05	1,09	1,16	1,24	1,35	1,46	1,58
650	1,0	1,02	1,04	1,08	1,14	1,22	1,33	1,46	1,58

ПОДКОЛОННИК СЕЧЕНИЕМ 2,7?1,2 М

N,	Mx / My
тс	0,151	0,325	0,509	0,726	1,0	1,376	1,963	3,078	6,61
50	1,0	1,03	1,09	1,18	1,32	1,45	1,72	2,05	2,13
100	1,0	1,03	1,09	1,17	1,30	1,45	1,70	1,96	2,10
150	1,0	1,03	1,09	1,17	1,28	1,45	1,65	1,92	2,10
200	1,0	1,03	1,09	1,16	1,27	1,42	1,63	1,90	2,08
250	1,0	1,03	1,08	1,16	1,26	1,42	1,63	1,85	2,06
300	1,0	1,03	1,08	1,15	1,26	1,42	1,60	1,82	2,04
350	1,0	1,03	1,08	1,15	1,26	1,40	1,60	1,80	2,02
400	1,0	1,03	1,08	1,15	1,25	1,40	1,60	1,78	2,00
450	1,0	1,03	1,08	1,15	1,25	1,38	1,55	1,76	2,00
500	1,0	1,03	1,07	1,14	1,24	1,38	1,55	1,74	1,98
550	1,0	1,03	1,07	1,14	1,24	1,38	1,54	1,72	1,95
600	1,0	1,03	1,07	1,14	1,23	1,36	1,54	1,72	1,93
650	1,0	1,02	1,07	1,14	1,23	1,36	1,52	1,72	1,93
700	1,0	1,02	1,07	1,14	1,23	1,36

Внимание! Это не полная версия документа. Полная версия доступна для скачивания.