расчет фундамента под наружную стену подвала
Расчет фундамента под наружную стену подвала. Расчет основания по деформациям (по 2 предельному состоянию). Пример расчета.
Наконец, мы переходим к расчету по 2 предельному состоянию, т.е. по деформациям (основное отличие от 1 предельного состояния – в коэффициентах, они равны единице).
Первым делом мы находим расчетное сопротивление грунта основания. Это монотонная и нудная часть расчета с массой коэффициентов, но ее нужно сделать. Можно обратиться к литературе и выбрать приближенное значение расчетного сопротивления грунта, но я рекомендую делать все основательно и четко, поэтому в п. 7.1 мы определим расчетное сопротивление по формуле, как полагается.
Далее нам снова нужно найти горизонтальное давление на отметке поверхности земли σ1 и на отметке низа подошвы σ2. По сути, необходимо повторить действия пунктов 5.1…5.10, только с другими значениями характеристик грунтов (для второго предельного состояния) и без повышающих коэффициентов.
Итоговая эпюра снова окажет нам помощь в самопроверке:
А для варианта «б» расчет будет выглядеть вот так (хоть сейчас он нам и не нужен, но вдруг кому-то пригодится):
Значения σ3 и σ4 введены для удобства расчета усилий Мн и Qн в пунктах 7.18 и 7.19.
Далее мы находим все вертикальные силы с нормативным значением (без повышающих коэффициентов)
И по формулам из таблицы 5 руководства определяем Мн и Qн. После чего можно найти сумму моментов относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы.
Когда нам известны итоговые вертикальная сила и момент, мы можем найти эксцентриситет приложения действующей нагрузки. И здесь расчет опять расходится на два варианта. Как показано на рисунке ниже, эксцентриситет может быть небольшим, и тогда в расчете по деформациям будет задействована вся ширина подошвы, а эпюра напряжений под подошвой будет в виде трапеции; а может быть так, что место приложения нагрузки сильно смещено от центра тяжести подошвы – тогда подошва будет отрываться от основания, и эпюра напряжений будет треугольной и только под частью подошвы. В нашем случае эксцентриситет крайне мал, и эпюра напряжений будет близка к прямоугольнику. Проверив условие, мы убедимся, что считать нужно по варианту «а», по нему мы и определим напряжения под подошвой фундамента.
Вариант «б» в данном примере в расчете не участвует.
В пункте 7.22 мы проверяем условие – сравниваем среднее давление под подошвой с расчетным сопротивлением грунта. Если условие удовлетворяется, переходим к следующей стадии расчета. Если же нет, то скорее всего нам придется увеличить ширину подошвы ленточного фундамента – это самый простой путь. Также возможны специальные мероприятия в виде усиления грунта под подошвой или устройства искусственной подушки.
По сути, на этом расчет, определяющий габариты фундамента и стены подвала окончен. Проверены все необходимые условия (отмечены синим на рисунках), все проходит, все получилось.
Расчет фундамента под наружную стену подвала. Определение усилий в стене подвала (по 1 предельному состоянию). Пример расчета.
Эта часть расчета – переходный этап к расчету армирования стены и фундамента подвала. Мы уже определили момент и поперечную силу у основания стену, теперь нам нужно определить их максимальное значение в пролете стены. Все формулы взяты из таблицы 5 руководства, они подходят для нашего случая, когда земля ниже верха стены.
Имея данные по моментам и поперечным силам, мы сможем приступить к армированию.
Последняя статья на сайте
Как выполнить расчет каркаса и ничего не упустить
Но ведь когда-то нужно начинать, правда? Кто не начинает, тот так и топчется в инженерах 3 категории.
Предлагаю вашему вниманию небольшое видео с полезной информацией
Новые статьи
Новое в блоге
Странные отношения с заказчиком
Иногда случаются странные вещи, и я не могу их объяснить.
Работа – работой, но отношения с людьми для меня всегда на первом месте. Нет нормальных отношений – работа тоже нормальной не будет.
Не так давно был у меня случай. Человек нашел мой сайт, написал мне письмо и попросил помочь с двумя расчетами. Ок. Договорились о цене, сроках, выяснила все исходные данные и принялась за работу. Когда работа была выполнена, написала заказчику и сказала, что работа готова, после оплаты вышлю результаты.
Обычная вроде бы схема, никогда не подводила.
Изменение по ходу проекта – чем аукается?
Ох уж эти переделки… Иногда выучишь наизусть и содержимое чертежей, и ход их выполнения, пока десять раз переделаешь.
А знаете, чем чревато? Ошибками. Переделка – это всегда незамеченные замыленным глазом, не отловленные ошибки. Причем и проверщик не поможет: у проверщика тоже глаз замыливается…
Как у Бога за пазухой
Интересное дело. Конструктор чаще всего получает работу от архитектора, ну или от человека, выполняющего роль ГИПа – координатора между заказчиком и всеми исполнителями проекта. Напрямую от заказчика работа поступает редко и мимолетно – это обычно те люди, которые строят без проекта, но особо ответственные конструкции сами «проектировать» не рискуют.
Расчет фундамента под наружную стену подвала. Пример расчета.
О том, почему важен расчет фундамента под наружную стену подвала, и почему подошва такого фундамента зачастую получается значительно шире, чем у фундамента без подвала, можно почитать в этой статье «Фундамент для дома с подвалом».
В данной статье мы подробно и с пояснениями пройдемся по расчету монолитной железобетонной стены подвала с фундаментом под эту стену в виде монолитной ленты. Расчет выполнен согласно «Руководству по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства», к сожалению, в этом руководстве нет подобного, очень нужного примера. Постараемся исправить данную ситуацию.
Пример расчета в формате pdf без пояснений можно скачать здесь.
Хочу сразу сделать ударение: хоть обычно подобные расчеты и называют «расчет стены подвала», главное в нем – это именно расчет габаритов подошвы фундамента.
Расчет был оформлен в Экселе, чтобы стать многоразовым помощником. В статье будут выложены скрины расчета с необходимыми пояснениями. Возможно, подобный расчет можно было сделать гораздо совершенней, но моей целью было не изучить Эксель, а сделать рабочий инструмент (расчет), который в итоге можно распечатать, проверить другому человеку, не залезая в компьютер, и в конце концов сдать в архив. Поэтому замечания по оформлению принимаются только в виде советов, как можно было бы сделать лучше и проще.
Расчет пронумерован по пунктам (в самом первом столбце А), на них будут даваться ссылки в пояснениях.
Исходные данные.
Внимание! Если в вашем примере условия пунктов 1-5 исходных данных отличаются, считать по этому примеру нельзя, т.к. формулы расчета будут другими – подобрать подходящие формулы можно в руководстве.
1) На стену опирается перекрытие и препятствует смещению верхней части стены по горизонтали, т.е. стена имеет две опоры – внизу и вверху.
2) Грунт засыпки не доходит до верха стены (если у вас не так, нужно брать другие формулы для расчета в руководстве).
3) Стена и фундамент – монолитные железобетонные, с заведением арматуры стены в фундамент.
4) Грунт обратной засыпки – связный, т.е. сцепление не равно нулю.
5) Сложные инженерно-геологические условия (наличие слабых прослоек или зон в грунте, наличие грунтовых вод и т.п.), а также значительные нагрузки на поверхности грунта – отсутствуют (иначе следует выполнять расчет согласно примечанию к п. 8.13 руководства).
6) Коэффициенты для расчета (они выбраны из украинских норм, обратите на это внимание, если считаете не в Украине):
7) Геометрия стены – здесь приведены все значения, которые нам понадобятся в ходе расчета:
8) Характеристики грунта. Это один из определяющих факторов для расчета. В расчете используются два грунта:
а. грунт основания – это неповрежденный (не замоченный, не замороженный, не нарушенный при отрытии котлована) грунт основания – по-простому, земля, на которой лежит фундаментная лента. Его характеристики берем из инженерно-геологического отчета.
б. грунт засыпки – это либо местный грунт, который был изъят из котлована (чаще всего так и делается), тогда его характеристики берутся с понижающими коэффициентами, как показано в нашем расчете и взято из руководства; либо привезенный песок или доменный шлак (тогда понижающие коэффициенты также используются, ведь грунт невозможно уплотнить до природного состояния, а сцепление нужно брать нулевое). По грунтам засыпки следует заметить следующее. Нельзя использовать для обратной засыпки местные просадочные грунты. Также иногда бывает, что с местным грунтом (глиной, суглинком) фундаментная лента получается слишком широкой, тогда можно просчитать ее с обратной засыпкой, имеющей высокий угол внутреннего трения (35-40 градусов), это значительно снижает горизонтальное давление грунта на стену и резко уменьшает ширину подошвы. Если завезти грунт для засыпки не дорого, то стоит рассмотреть при проектировании данный вариант. Но всегда следует учитывать, что доменный шлак – наихудший с точки зрения экологичности вариант. И обратите внимание на ограничение для сцепления грунта засыпки (не более 0,7 и не более 1,0 т/м 2 ) – оно действует всегда.
9) Нагрузки – это тоже немаловажный фактор, нужно правильно собрать нагрузки перед расчетом. Нагрузка на грунте, если она не определена, берется не меньше 1 т/кв. м. Нагрузки на стену подвала собираются от веса всех конструкций, опирающихся на фундамент плюс временная нагрузка на всех перекрытиях-покрытиях (включая снеговую) – как собрать нагрузку на ленточный фундамент можно узнать в этой статье.
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
Расчет фундамента под наружную стену подвала
В данной статье мы подробно и с пояснениями пройдемся по расчету монолитной железобетонной стены подвала с фундаментом под эту стену в виде монолитной ленты. Расчет выполнен согласно «Руководству по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства», к сожалению, в этом руководстве нет подобного, очень нужного примера. Постараемся исправить данную ситуацию.
Хочу сразу сделать ударение: хоть обычно подобные расчеты и называют «расчет стены подвала», главное в нем – это именно расчет габаритов подошвы фундамента.
Расчет был оформлен в Экселе, чтобы стать многоразовым помощником. В статье будут выложены скрины расчета с необходимыми пояснениями. Возможно, подобный расчет можно было сделать гораздо совершенней, но моей целью было не изучить Эксель, а сделать рабочий инструмент (расчет), который в итоге можно распечатать, проверить другому человеку, не залезая в компьютер, и в конце концов сдать в архив. Поэтому замечания по оформлению принимаются только в виде советов, как можно было бы сделать лучше и проще.
Расчет пронумерован по пунктам (в самом первом столбце А), на них будут даваться ссылки в пояснениях.
Исходные данные.
Внимание! Если в вашем примере условия пунктов 1-5 исходных данных отличаются, считать по этому примеру нельзя, т.к. формулы расчета будут другими – подобрать подходящие формулы можно в руководстве.
1) На стену опирается перекрытие и препятствует смещению верхней части стены по горизонтали, т.е. стена имеет две опоры – внизу и вверху.
2) Грунт засыпки не доходит до верха стены (если у вас не так, нужно брать другие формулы для расчета в руководстве).
3) Стена и фундамент – монолитные железобетонные, с заведением арматуры стены в фундамент.
4) Грунт обратной засыпки – связный, т.е. сцепление не равно нулю.
5) Сложные инженерно-геологические условия (наличие слабых прослоек или зон в грунте, наличие грунтовых вод и т.п.), а также значительные нагрузки на поверхности грунта – отсутствуют (иначе следует выполнять расчет согласно примечанию к п. 8.13 руководства).
6) Коэффициенты для расчета (они выбраны из украинских норм, обратите на это внимание, если считаете не в Украине):
7) Геометрия стены – здесь приведены все значения, которые нам понадобятся в ходе расчета: 
8) Характеристики грунта. Это один из определяющих факторов для расчета. В расчете используются два грунта:
а. грунт основания – это неповрежденный (не замоченный, не замороженный, не нарушенный при отрытии котлована) грунт основания – по-простому, земля, на которой лежит фундаментная лента. Его характеристики берем из инженерно-геологического отчета.
б. грунт засыпки – это либо местный грунт, который был изъят из котлована (чаще всего так и делается), тогда его характеристики берутся с понижающими коэффициентами, как показано в нашем расчете и взято из руководства; либо привезенный песок или доменный шлак (тогда понижающие коэффициенты также используются, ведь грунт невозможно уплотнить до природного состояния, а сцепление нужно брать нулевое). По грунтам засыпки следует заметить следующее. Нельзя использовать для обратной засыпки местные просадочные грунты. Также иногда бывает, что с местным грунтом (глиной, суглинком) фундаментная лента получается слишком широкой, тогда можно просчитать ее с обратной засыпкой, имеющей высокий угол внутреннего трения (35-40 градусов), это значительно снижает горизонтальное давление грунта на стену и резко уменьшает ширину подошвы. Если завезти грунт для засыпки не дорого, то стоит рассмотреть при проектировании данный вариант. Но всегда следует учитывать, что доменный шлак – наихудший с точки зрения экологичности вариант. И обратите внимание на ограничение для сцепления грунта засыпки (не более 0,7 и не более 1,0 т/м2) – оно действует всегда. 
Расчет фундамента под наружную стену подвала. Расчет армирования стены подвала (по 1 предельному состоянию). Пример расчета.
Расчет армирования стены ведется как расчет изгибаемого элемента по формулам «Пособия по проектированию железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)».
В исходные данные вносим следующую информацию: толщину стены h, ширину стены, которая взята в расчет b = 1 м (мы считаем один погонный метр конструкции).
Так как одна грань стены соприкасается с грунтом, то у нее защитный слой бетона до рабочей арматуры должен быть не меньше 35 мм, поэтому расстояние от грани стены до оси стержня мы приняли а = 45 мм. С другой грани стены делать такой защитный слой нет необходимости, поэтому величина а’ принята меньшей, но это уже на усмотрение проектировщика.
Расчетных моментов у нас два: Мн – момент в стене у основания подошвы, он определяет армирование наружной грани стены (согласно эпюре моментов растянутая арматура в зоне действия этого момента находится именно у наружной грани); Мх – момент в пролете стены, он выгибает стену в другую сторону и определяет армирование грани стены со стороны помещения подвала.
Начинаем расчет с наружной грани стены. Находим рабочую высоту сечения – расстояние от оси рабочей арматуры до противоположной грани стены, именно эта высота сечения стены (а не вся ее толщина) принимает участие в работе железобетона.
Затем находим коэффициент αm по формуле (22) пособия.
После этого необходимо воспользоваться таблицами 20 и 18 пособия и найти еще пару безразмерных коэффициентов.
В изгибаемых элементах может потребоваться армирование в сжатой зоне (при больших моментах и малом сечении элемента – когда растянутая арматура не справляется). Проверка этого условия показывает, что сжатая арматура не нужна, а раз так, то дальнейший расчет арматуры нужно производить по формуле (23) пособия. Если ваш расчет показал необходимость сжатой арматуры, вам следует определять армирование стены по формулам (24…26) пособия.
Следующим шагом в п. 10.3 расчета мы проделываем расчет армирования внутренней грани стены при моменте 0,04 т∙м. В итоге получаем диаметр арматуры 6 мм, это, конечно, слишком мало. Но для того, чтобы принять окончательное решение по армированию конструкции, нужно будет сделать еще расчет армирования подошвы.
А сейчас перейдем к следующему этапу расчета – к расчету по раскрытию трещин.