Расчет подпорных стен и стен подвалов с учетом сейсмических воздействий

РАСЧЕТ СТЕН ПОДВАЛОВ

1.1. За расчетную схему конструкций подвалов принимается поперечная рама, состоящая из стен, колонн и опирающихся на них элементов перекрытия (рис. 12).

Рис. 12. Расчетная схема поперечной рамы подвала

Рис. 13. Расчетная схема стены подвала (панельный вариант)

Рис. 14. Расчетная схема стены подвала (блочный вариант)

1.2. Расчет наружных стен подвалов производится из условия загружения подвала грунтом (симметричное загружение) и односторонней временной нагрузкой q.

1.3. Расчетные усилия в стенах подвала (рис. 13, 14) определяются в зависимости от величин реакции R на верхней опоре, которая вычисляется с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена фундамента) и смещения стены при загружении подвала односторонней временной нагрузкой

R = R1 + R2,

где R1 и R2 - соответственно реакции от симметричного и одностороннего загружения.

1.4. При симметричном загружении подвала реакцию R1

следует определять по формуле

(78)

где Рg1 и Рg2 - интенсивности горизонтального давления грунта от собственного веса соответственно на глубине h1 и (h1+h2), определяются по формуле (1) при значениях L, k1 и q 0, определяемых по формуле (6), k - коэффициент, учитывающий изменение реакции R1 за счет поворота фундамента

w EbIhm2 / Eb2h2,

k = (79)

здесь w - коэффициент w = 6 для положительных значений М и Q;

w = 3 - для их отрицательных значений, а также для М0 и Fsa (см. рис. 13);

m = (h2 +

h3)/ h2; (80)

где Eb - модуль упругости бетона; Е - модуль деформации грунта основания; b - ширина подошвы фундамента стены; Ih - момент инерции 1 м сечения стены, который допускается определять по приведенной толщине стены tred, определяемой по формуле

tred = (2 t 2 +

t1)/3, (81)

где t1 - толщина стены в верхней части; t2 - то же, в нижней части (в уровне сопряжения с фундаментом); G1 - вес грунта на внешней стороне фундамента; е - эксцентриситет приложения силы G1 относительно центра тяжести подошвы фундамента; v1 и v2 - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высоте и принимаемые по табл. 8.

Таблица 8

1.5. При одностороннем загружении подвала временной нагрузкой реакцию R2 следует определять по формуле

R2 = Pqh2 (v1 + km /2)/(1 + k + k1) - G2ek /(1 + k + k1)(h2 +

h3), (82)

где Рq - интенсивность горизонтального давления грунта от временной нагрузки, определяется по формуле (3) при l = tg2q0;

G2 - вес временной нагрузки, определяется по формуле фундамента; k1 - коэффициент, учитывающий изменение реакции R2 за счет смещения перекрытия при одностороннем загружении подвала

k1 = k 0 ЕbIh / E ¢

, (83)

здесь k0 - коэффициент, k = 4 - однопролетных подвалов; k = 3 - для двухпролетных; k = 2 - для трехпролетных; k = 0 - для подвалов с несмещаемым перекрытием; Е ¢ - модуль грунта засыпки, величину которого допускается определять по формуле

Е ¢ = (0, 5 +

0, 3 h1) b1Е, (84)

где h1 - расстояние от уровня пола до низа перекрытия (значение в скобках принимается не больше единицы); b1 = 0, 7 - при засыпке грунтом основания; b1 = 0, 9 - то же, малосжимаемым грунтом; Е - модуль деформации грунта основания.

1.6. При наличии конструкций, препятствующих повороту фундамента (сплошная фундаментная плита, перекрестные ленты фундамента для внутреннего каркаса и т.п.), коэффициент k в

формулах (78) и (82) следует принимать равным нулю, для конструкций, препятствующих смещению перекрытия подвала, а также при симметричном загружении подвала временной нагрузкой коэффициент k1 в формуле (82) следует принимать равным нулю.

1.7. Расчет устойчивости стен подвала против сдвига производится из условия (15) для значения b = 0.

Удерживающую силу Fsr следует определять по формуле (19), а сдвигающую силу Fsa в уровне подошвы фундамента по формуле

Fsa = - R + (Pg1 + Рg3 +2 Рq)(h2 +

h3)/2, (85)

где Рg3 - интенсивность горизонтального давления грунта от собственного веса на глубине h.

1.8. Если устойчивость стен подвала против сдвига (условие 15) не обеспечивается принятыми размерами фундамента, необходимо предусматривать мероприятия, препятствующие сдвигу, например устройство распорок и др.

1.9. Расчет прочности грунтового основания производится из условия (26). В этом случае равнодействующая вертикального давления грунта Fv определяется при загружении временной нагрузкой пролета перекрытия подвала, примыкающего к стене, по формуле

Fv = G1 + G2 + G3 +

G4, (86)

где G3 - вес фундамента и грунта на его уступах; G4 - вес конструкции подвала, грунта и временной нагрузки на перекрытия (с учетом расчетной грузовой площади).

1.10. При наличии мероприятий, препятствующих сдвигу фундамента, угол наклона равнодействующей внешней нагрузки к вертикали d1 в уровне подошвы фундамента при расчете прочности грунтового основания принимается равным нулю.

1.11. Момент в уровне подошвы фундамента относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, следует определять по формуле

М 0 = - R (h2 +h3) + (2Рg1 + Рg3 + 3Рq)(h2 + h3)2/6-(G1 +

G2) е (87)

1.12. Расчетные усилия в стенах подвала определяются по следующим формулам:

пролетный момент на расстоянии ус от верхней опоры

Му = Q в у с - [(Pg1 + Pq) +(Pg2 - Рg1) ус /3h2 ]

/2; (88)

расстояние от верхней опоры до максимального пролетного момента

(89)

поперечная сила в пролете на расстоянии ус от верхней опоры

Qy = Q в - ус [(Pg1 + Рq) h2 + (Рg2- Рg1) ус /2]/(Pg2 -

Рg1); (90)

поперечная сила в нижнем сечении стены

Q н = Q в - [(Pg1 + Рq) + (Pg2 -

Рg1)/2] h2; (91)

изгибающий момент в нижнем сечении стены

М н = Q в h2 - [(Pg1 + Рq) + (Pg2 - Рg1)/3]

/2. (92)

В формулах (88)-(92) поперечная сила в верхнем сечении стены

Q в = R.

1.13. При неполной эпюре интенсивности горизонтального давления грунта по высоте стены подвального помещения и несмещаемом перекрытии (см. рис. 14) реакция в уровне низа перекрытия R определяется по формуле

(93)

где

(94)

Мс - изгибающий момент на уровне перекрытия.

Сдвигающую силу Fsa и изгибающий момент М 0 в уровне подошвы следует определять по формулам:

Fsa = - R + (Pg3 + 2Рq)(h2 +

h3)/2; (95)

М 0 = - RH + Pqh2 /2 + Рg3h2 /6 - Ge +

Mc. (96)

1.14. Расчетные усилия в конструктивных элементах подвала (ригелях, колоннах, плитах перекрытия, фундаментах и т.п.) следует определять по известным правилам строительной механики.

1.15. Расчет оснований при деформациях производит по п. 6.14.

1.16. Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяется по формуле

, (97)

где g с1 и g с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 6; k = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k = 1, 1, если они приняты по табл. 1-3 прил. 5; Мg; Мq; Мс - коэффициенты, принимаемые по табл. 7; d - глубина заложения подошвы фундамента от пола подвала; d в - приведенная глубина подвала, d в

= 2 м при ширине подвала меньше 20 м и d в = 0 - при ширине подвала больше 20 м.

РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН И СТЕН ПОДВАЛОВ С УЧЕТОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

2.1. Подпорные стены и стены подвалов в районах с сейсмичностью 7 и более баллов должны проектироваться с учетом требований главы СНиП II-7-81 " Строительство в сейсмических районах".

2.2. Интенсивность горизонтального давления грунта от собственного веса и от равномерно распределенной нагрузки q, расположенной на поверхности призмы обрушения, следует определять по формулам разд. 5, при этом коэффициент горизонтального давления грунта при сейсмическом воздействии l* следует определять по формулам:

l* = cos2(j - e - w)cos (e + d)/cos w cos2 e cos(e + d + w)(1 +

)2; (98)

z = sin (j - r - w)sin(j + d)/cos(e + d + w)cos(e - r),

(99)

где w - угол отклонения от вертикали равнодействующей веса грунта и временной нагрузки с учетом сейсмического воздействия по формуле

w = arctg

(AK1). (100)

При расчете подпорных стен и стен подвалов произведение АК1

следует принимать равным 0, 04, 0, 08 и 0, 16 при расчетной

сейсмичности соответственно 7, 8 и 9 баллов.

2.3. Пассивное сопротивление грунта с учетом сейсмического воздействия E*r определяется по формуле

(1- АК1) Еr,

E*r = (101)

где Er - пассивное сопротивление грунта без учета сейсмического воздействия.

2.4. Высота подпорных стен, выполненных из бетона, бутобетона или каменной кладки, при расчетной сейсмичности площадки 8 баллов не должна превышать 12 м, а при расчетной сейсмичности 9 баллов - 10 м.

Высота железобетонных подпорных стен не ограничивается.

2.5. При расположении оснований смежных секций подпорной стены в разных уровнях перепад от одной отметки основания до другой должен производиться уступами с отношением высоты к длине уступа не более 1: 2.

2.6. При сооружении подпорных стен из вертикальных сборных элементов по верху стены следует предусматривать монолитный железобетонный пояс на всю длину секции.

2.7. Подпорные стены следует разделять сквозными вертикальными швами на секции длиной не более 15 м с учетом размещения каждой секции на однородных грунтах.