17. Расчёт просадки в основании ЗиС

18. Общие требования и указания по проектированию на просадочных грунтах

Каждое зда­ние, возводимое на просадочных грунтах, как правило, проектиру­ ют с учетом возможного замачивания грунтов их оснований. Крупнопанельные здания должны рассчитывать с учетом про­ странственного напряженного состояния конструкций, что пред­ ставляет весьма сложную инженерную задачу. Точное решение этой задачи без введения упрощающих положений на данном эта­ пе, по-видимому, невозможно. Учитывая, что продольные стены крупнопанельных зданий обыч­ но не имеют надежной связи друг с другом, а поперечные стены состоят из отдельных панелей, часто не связанных между собой и разрезанных на всю высоту этажа дверными проемами, сущест­ вующими методами расчета пространственная коробка здания расчленяется на отдельные плоские элементы (продольные стены) и деформации этих стен при неравномерных осадках основаниярассматриваются независимо друг от друга.

Следует отметить, что поскольку в настоящее время расчет ос­ нований зданий и сооружений производят по второму предельно­ му состоянию, то возникает необходимость установить для крупно­ панельных зданий, возводимых на просадочных грунтах, значение предельно допустимых деформаций их оснований. Эти деформации могут быть определены расчетным путем, учитывая совместную работу основания и конструкции сооружения, влияние конструкции и ее жесткости на величину деформации основания и влияние, в свою очередь, последней на перераспределение напряжений и из­ менение деформаций элементов сооружений. Однако до сих пор принципы подобных расчетов пока еще не разработаны, поэтому наиболее надежным путем определения допустимых деформаций пока является наблюдение и изучение в натуре деформаций зда­ ний с учетом условий их эксплуатации и состояния конструкций.

19.Общие требования к расчёту и проектированию каркасных зданий каркасні будинки

5.1 Проектування каркасних будинків слід виконувати, як правило, наоснові способів будівництва, які повністю усувають властивості просідання грунтів, або з по­вною прорізкою товщі просідання палями чи глибокими фундаментами. У цих випад­ках проектування наземної частини будинку виконується як для звичайних грунтових умов.

Проектування будинків на основі комплексу заходів допускається у виняткових випадках при неможливості використання способів будівництва, які вказані вище, з технічних або економічних міркувань.

5.2 Каркасні будинки, що зводяться на основі комплексу заходів, слід проектува­ти, як правило, за піддатливими та комбінованими конструктивними схемами.

Піддатлива схема застосовується переважно для одноповерхових виробничих будинків, а також для великопрогонових одноповерхових будинків громадського призначення (спортивні зали, плавальні басейни, кіноконцертні споруди, виставкові павільйони, вокзали та ін.).

Багатоповерхові будинки громадського та виробничого призначення проектую­ться, як правило, за зв'язковими та рамно-зв'язковими схемами.

Комбінована конструктивна схема, що містить піддатливі та жорсткі конструкти­вні елементи, може застосовуватись при відповідному обгрунтуванні залежно від ар­хітектурно-планувальних вирішень об'єкта, який проектується, та особливостей грун­тових умов на майданчику будівництва.

5.3 Допускається при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні проек­тувати каркасні будинки за жорсткими конструктивними схемами.

5.4 При виборі конструктивних систем багатоповерхових каркасних будинків слід віддавати перевагу каркасам з укрупненими сітками колон.

5.5. Фундаменти багатоповерхових каркасних будинків зв'язкової схеми, що про­ектуються на основі комплексу заходів, слід приймати у виді перехресних стрічок, пе­реріз яких повинен визначатися розрахунком на дію нерівномірних деформацій осно­ви, або у виді плитних фундаментів. При будівництві на грунтах із групами складності умов 1-В та 2-В допускається при розрахунковому обгрунтуванні застосовувати стов­пчасті фундаменти під стояками каркаса.

5.6 Одноповерхові каркасні виробничі будинки слід проектувати, як правило, з укрупненою сіткою колон, а також стіновим огородженням та покриттям з великорозмірних елементів.

5.7 Стійкість одноповерхових каркасних будинків (відсіків) у поперечному напрямку слід забезпечувати затисненням колон у фундаментах та влаштуванням умовно-шарнірних вузлів на рівні з'єднання колон з елементами покриття.

Піддатливість вузлів "колона-ригель" залізобетонних каркасів і "ригель-плита покриття" каркасів усіх типів (залізобетонних, сталевих, змішаних) з покриттями з великопанельних залізобетонних плит має бути достатньою для забезпечення цілісності конструкцій при розвитку прогнозованих деформацій просідання. У поздовжньому напрямку по всіх середніх рядах колон повинні влаштовуватися блоки жорсткості з вертикальними зв'язками між колонами.

Допускається забезпечувати стійкість каркасів одноповерхових будинків встановленням спеціальних елементів жорсткості (діафрагм, колон збільшеного перерізу) по поздовжніх та поперечних рядах колон.

5.8 Стійкість багатоповерхових будинків у поперечному і поздовжньому напрямках слід забезпечити затисненням колон у фундаментах, установкою між колонами вертикальних зв'язків, діафрагм жорсткості або влаштуванням жорстких вузлів з'єднання ригелів із колонами.

5.9 Вертикальні зв'язки, що забезпечують просторову стійкість будинку або його відсіків, слід групувати у просторові блоки. Для забезпечення спільної роботи каркаса та просторових блоків необхідно, щоб перекриття мали достатню жорсткість у горизонтальній площині.

5.10 Деформаційні шви між відсіками слід проектувати увиді парних рам. Допускається влаштування шарнірно-рухомого обпирання прогонових конструкцій з компенсаторами та закладанням еластичним заповнювачем (пороізолом, поролоном, макропористою гумою тощо). Заповнення поздовжніх та поперечних швів між плитами покриття, горизонтальних та вертикальних швів між стіновими панелями слід виконувати еластичним теплоізоляційним матеріалом із зачеканенням внутрішньої і зовнішньої поверхонь цементним розчином.

5.11 Конструктивні системи покриттів одноповерхових каркасних будинківяк правило, застосовувати у виді статично визначених схем.

Доцільність застосування нерозрізних конструктивних систем покриттів у кожному випадку слід обгрунтовувати статичним розрахунком на нерівномірні деформації основи.

5.12 Застосування покриттів у виді складчастих, тонкостінних просторових конструкцій тощо повинне бути перевірено статичним розрахунком з урахуванням дії нерівномірних деформацій основи, динамічних впливів технологічного обладнання, підвісних або мостових кранів, необхідності (в окремих випадках) вирівнювання будинку та інших чинників.

5.13 Для захисту покриттів одноповерхових каркасних будинків від затікання атмосферних вод при пошкодженнях покрівлі внаслідок нерівномірних деформацій основи у місцях примикання покриття до торцевих, а при внутрішньому водостоці - до поздовжніх зовнішніх стін та вздовж рядів колон у місцях примикання покриттів сусідніх прогонів слід влаштовувати сталеві компенсатори (з теплоізоляцією на де­формаційних швах), а також проклеювати всередині гідроізоляційного килима додат­ковими смугами руберойду завширшки їм місця їх влаштування, поздовжні і попере­чні шви між плитами покриття.

5.14 Як огороджувальні конструкції для каркасних будинків слід застосовувати уніфіковані великорозмірні стінові панелі, забезпечувати їх піддатливе кріплення до елементів каркаса таким чином, щоб навантаження на огороджувальні конструкції при деформації каркаса були мінімальними або зовсім виключались.

5.15 Самонесучі кам'яні стіни із обпиранням на рандбалки зовні осей колон слід проектувати з розрізкою біля колон каркаса будинку та гнучким кріпленням до еле­ментів каркаса. Внутрішні стіни, що проходять по осях та рядах колон основного кар­каса будинку, слід кріпити до колон гнучкими анкерами і передбачати зазори не мен­ше 20 мм у місцях примикання до зовнішніх стін, плит і ригелів покриття та у місцях перетину їх технологічними і санітарно-технічними трубопроводами.

Несучі та огороджувальні конструкції вбудованих приміщень не слід жорстко зв'язувати з несучими та огороджувальними конструкціями основного будинку і здій­снювати з улаштуванням умовно-шарнірних вузлів у місцях примикання вбудованих і основних конструкцій.

20. Вимоги до вибору проектних вирішень Майданчики, призначені під забудову, слід розташовувати переважно поза водорозділами на ділянках з мінімальною глибиною товщ просідання або за наявності грунтів, властивості просідання яких ліквідовані повністю або частково природними або штучними замочуваннями. Необхідно використовувати також ділянки, де товща просідання підстелюється малостисливими грунтами, що дозволяють застосовувати фундаменти глибокого закладання, у тому числі пальові.

4.4 Будинки і споруди, що проектуються на основі комплексу заходів, залежно від їх призначення та умов роботи, конструюються за жорсткою, піддатливою або комбінованою конструктивними схемами. У залежності від прийнятої схеми визначається характер і склад конструктивних заходів захисту.

Проектування за жорсткою конструктивною схемою передбачає об'єднання несучих елементів будинку в єдину просторову систему і виключення можливості взаємного переміщення окремих елементів несучих конструкцій при деформаціях основи за рахунок:

- надання будинку (відсіку) або споруді прямокутної у плані конфігурації нормування відстаней між внутрішніми поздовжніми і поперечними стінами, обмеження розмірів лоджій (6.15), еркерів та інших виступних частин будинку (відсіку);

- розрізання будинків або споруд з допомогою деформаційних швів на окремі відсіки;

- підсилення окремих елементів несучих конструкцій та зв'язків між ними;

- влаштування по периметру стін безкаркасних будинків залізобетонних чи армокам'яних поверхових поясів;

4.8 Фундаменти під парні несучі стіни та парні колони каркасних будинків у зоні деформаційних швів влаштовуються роздільними. З метою зменшення ширини деформаційного шва у безкаркасних будинках допускається влаштування переривчас­тих фундаментів типу ''гребінки". При цьому ширина деформаційного шва повинна забезпечувати вільний зустрічний нахил суміжних конструкцій без їх зіткнення і за­микання шва.

Основні вимоги до розрахунків

4.13 Конструкції будинків і споруд повинні задовольняти вимоги розрахунку за двома групами граничних станів:

- перша - за втратою несучої спроможності або повної непридатності до експлуатації (передаварійний або аварійний стан);

- друга - за деформаціями або непридатністю до нормальної експлуатації (порушення умов перебування людей, умов роботи технологічного обладнання)

При цьому необхідно враховувати деформації основи від навантажень, які передаються будинком або спорудою при природній вологості грунтів, а також деформації просідання грунтів та додаткові деформації непросідаючих грунтів основи на майданчику об'єкта та від власної ваги грунту в межах території забудови, які виникають внаслідок зміни фізико-механічних властивостей грунтів при їх замочувані.

Розрахунок за обома групами граничних станів слід виконувати з урахуванням вимог чинних нормативних документів; установлених у результаті експериментальних досліджень залежностей між навантаженнями і переміщеннями елементів, вузлів перерізів; деформаційних дій і переміщень будинків і споруд по площині контакту з грунтовою основою, пальовим полем, закріпленим масивом. При застосуванні висячих паль, які прорізують просадочну товщу, також необхідний розрахунок за деформаціями.

Перевагу слід віддавати нелінійним методам розрахунків з використанням і обмеженням критеріїв міцності та обмежень по деформаціях, перевірених натурними випробуваннями та обстеженнями будинків і споруд у складних умовах будівництва.

4.14 У випадках, обгрунтованих умовами роботи та експлуатації конструкцій, допускається виконувати розрахунок будинків і споруд на дії просідання за граничними станами першої групи з використанням деформаційних критеріїв у формі обмеження нелінійних деформацій і переміщень для окремих перерізів або елементів, а також для будинку або споруди в цілому.

4.15 Розрахунок конструкцій на особливі сполучення навантажень, що складаються з постійних, тривалих, короткочасних та дій від просідання, слід виконувати з врахуванням дії різних комбінацій деформацій земної поверхні.

Розрахунки конструкцій як за першою, так і за другою групами граничних станів повинні виконуватися з урахуванням найбільш несприятливих комбінацій дій згідно з додатком 2.

4.16 Зусилля і переміщення у конструкціях будинків та споруд від дій просідання необхідно визначати:

- при можливому просіданні від власної ваги грунту s sl , g ³ 0,3 м на одночасну дію вертикальних і горизонтальних переміщень з урахуванням нерівномірної стисли­вості основи внаслідок просідання у зоні h sl , p .

- при можливому просіданні від власної ваги грунту s sl , g < 0,3 м на дію верти­кальних переміщень основи з урахуванням нерівномірної стисливості основи внаслі­док просідання у верхній зоні h sl , p , а горизонтальні переміщення основи допускаєть­ся не враховувати.

При визначенні зусиль і переміщень у конструкціях будинків і споруд від спі­льної дії просідань і підробок, а також просідань і сейсміки необхідно:

- на підроблюваних територіях з основами, складеними просідаючими грун­тами, зусилля визначати від дії підробки та неусунутої частини просідання, приймаю­чи при цьому як розрахункові сумарні зусилля від обох видів дій;

- у тому ж випадку допускається для будинків і споруд II та III груп капітальності* приймати як розрахункові найбільші зусилля, одержані у розрахунках на вплив підробки та неусунутої частини просідання окремо;

- на просідаючих, утому числі обводнених лесових грунтах у сейсмічних райо­нах, визначення зусиль у конструкціях будинків і споруд слід виконувати на найбільш несприятливі одночасні сполучення дій просідання та сейсміки. При цьому визначен­ня сейсмічних навантажень має виконуватися з урахуванням пружної піддатливості основи. Перевірку стійкості основи слід виконувати на дію перекидного моменту, що викликаний спільними діями горизонтального сейсмічного навантаження і вертикаль­ними навантаженнями та діями просідання, прикладеними до деформованої схеми бу­динку або споруди від статичних навантажень та дій просідання;

- у тому ж випадку допускається для будинків і споруд II та III груп капітальності визначення зусиль у конструкціях виконувати окремо на дії просідання і сейс­міки. Як розрахункові, повинні прийматися найбільш несприятливі для роботи кон­струкцій зусилля, що виникають від кожної з дій;