Расчет стен подвалов реферат

Обновлено: 02.07.2024

В последнее время люди все чаще задумываются над тем, как и из какого материала сделать наружную фундаментную стену, а самое главное - как правильно ее рассчитать при том условии, что под полом первого этажа будет не просто земля, или говоря по-научному - основание, а подвал. Причем подвал не простой, а такой, чтоб в нем были разные полки, стеллажи и антресоли для варений, солений и прочих консерваций. Все потому, что идея выносного подвала, который во дворе и может рассматриваться как отдельное архитектурное сооружение, медленно отмирает.

Конечно же нормативных документов и различных руководств, посвященных подобному расчету фундаментной стены, существует великое множество. Вот только простому человеку в первый и возможно последний раз в жизни занявшемуся расчетами своего небольшого домика, данные руководства могут быть не совсем понятны. В данной статье мы рассмотрим в чем же состоит физический смысл подобных рекомендаций по расчету наружной фундаментной стены.

Для примера рассмотрим следующую расчетную схему, взятую из руководства по расчету фундаментных стен из пустотных блоков:

Рисунок 418.1. Разрез фундаментной стены, возможная расчетная схема и эпюры изгибающих моментов для фундаментной стены - балки на шарнирных опорах.

На данном рисунке грунт, находящийся под полом в подвале и справа от фундаментной стены и под отмосткой, никак не обозначен. Однако у простого человека гораздо больше вопросов могут вызвать обозначения на расчетной схеме и вообще, почему рассматривается именно балка на шарнирных опорах?

Ответ будет примерно следующим:

Подбор расчетной схемы, наиболее точно соответствующей условиям работы конструкции, особенно когда дело касается фундаментов и грунтов - задача не из простых. При указанной конструкции здания (есть пол подвала - железобетонная плита и есть плита перекрытия, каким-то образом связанная с фундаментной стеной) расчетная схема, показанная на рисунке 418.1, действительно наиболее приемлема, так как и плиту перекрытия и пол подвала можно рассматривать как шарнирные опоры балки, не мешающие повороту поперечных сечений балки, а только препятствующие горизонтальному смещению на опорах, так как модуль упругости материала плиты и пола значительно больше модуля упругости грунта.

Таким образом принятая расчетная схема позволяет провести максимально простой расчет и обеспечивает максимально возможный запас прочности.

В целом расчет сводится к проверке стены на прочность и на устойчивость, так как в данном случае наружная фундаментная стена рассматривается не только как балка, но и как стойка с теми же шарнирными опорами.

Если расчет по такой расчетной схеме кажется вам слишком простым, а возможный запас прочности чрезмерным, то для выполнения более точных расчетов следует учесть следующие факторы:

1. Данную фундаментную стену более правильно рассматривать не как стержень с шарнирными опорами, а как пластину с шарнирными опорами по контуру.

Или как пластину с шарнирными опорами сверху и снизу и жестким защемлением по бокам. Фундаментные стены, перпендикулярные рассматриваемой, могут рассматриваться как шарнирные боковые опоры или даже как жесткое защемление в зависимости от общей конструкции здания.

Влияние этого фактора тем больше, чем меньше соотношение длины стены к высоте l/H1. Если это соотношение стремится к бесконечности, то влияние этого фактора стремится к нулю, во всяком случае для рассматриваемого участка стены, наиболее удаленного от перпендикулярных стен. Другими словами, чем больше длина фундаментной стены по сравнению с высотой, тем ближе принятая расчетная схема к реальной работе конструкции.

2. В результате перераспределения напряжений в материале фундаментной стены на верхней и нижней условных опорах может возникать частичное защемление.

В целом влияние данного фактора очень незначительно.

3. Следует учитывать возможные деформации и пола и плиты при сжатии.

Эти деформации могут привести к изменению геометрии рассматриваемой системы, а значит и к изменению действующих нагрузок. Как правило эти деформации относительно небольшие, поэтому влиянием этого фактора можно пренебречь.

Сам алгоритм расчета может выглядеть примерно так:

Как правило для упрощения расчетов рассматривается 1 погонный метр длины фундаментной стены. Именно этот погонный метр и рассматривается как стойка или как балка, имеющая ширину 1 метр.

1. Определяется продольная сила N₁, действующая на наружную фундаментную стену - стойку с шарнирными опорами.

Эта сила может быть приложена с эксцентриситетом е₁ по отношению к нейтральной оси стойки, например при такой конструкции здания, как показано на рисунке 418.1.

В сосредоточенную нагрузку N₁ входят:

1.1. Собственный вес вышележащих стен.

Пример определения нагрузки от собственного веса приводится отдельно.

1.2. Нагрузка от междуэтажных перекрытий (кроме перекрытия над подвалом).

Как определяется эта нагрузка более подробно рассматривается в п.2, где рассматривается нагрузка от перекрытия над подвалом.

1.3. Нагрузка от кровли.

Для определения этой нагрузки следует знать не только снеговые и ветровые нагрузки, но также и конструкцию кровли.

При действии нагрузки N₁, приложенной с эксцентриситетом е₁ в поперечных сечениях стойки с шарнирными опорами будут действовать изгибающие моменты. Эпюра, отражающая изменения моментов по длине стойки от действия этой нагрузки, обозначена как М₁.

Максимальное значение момента при действии продольной силы, приложенной с эксцентриситетом, будет на верхней опоре и составит:

На нижней опоре момент будет равен нулю, а чтобы определить значение в любом другом сечении, нужно значение уравнения (418.1) умножить на (1 - x/H₁):

где х - это расстояние от верхней опоры до рассматриваемого сечения.

Примечание: такие же результаты мы бы получили, если бы рассматривали не стойку с шарнирными опорами, а балку с шарнирными опорами, на одной из которых приложен изгибающий момент.

2. Определяется нагрузка Q от перекрытия над подвалом.

Вообще нагрузка Q - это опорная реакция, определяемая при расчете балки или плиты опертой по контуру, если данное перекрытие монолитное размером на помещение. При этом наружная фундаментная стена является одной из опор такой балки или плиты.

В целом и балка и плита могут быть как однопролетными, так и многопролетными и это следует учитывать при определении нагрузки Q. Больше подробностей в разделах Балки и Пластины.

Для упрощения расчетов значение опорной реакции многопролетной балки на крайней опоре можно принимать, как для однопролетной балки, это приведет к дополнительному запасу прочности. При монолитной плите перекрытия с опиранием по контуру значение опорной реакции можно определить по таблицам.

В абсолютном большинстве случаев нагрузка Q к стойке прикладывается с эксцентриситетом е₂. И не только потому, что перекрытие как правило опирается только на часть фундаментной стены, как это показано на рисунке 418.1, но еще и потому, что под действием нагрузки на плиту происходит перераспределение напряжений на опорной площадке фундаментной стены.

Это следует учитывать при определении значения эксцентриситета е₂. Для упрощения расчетов это значение можно принимать равным 2/3 длины опорного участка плиты.

Как и в случае с продольной силой N₁, при действии продольной силы Q в поперечных сечениях фундаментной стены-стойки действует изгибающий момент. Правила определения этого момента такие же, как и в п.1 с той только разницей, что растянутая зона сечения будет с противоположной стороны, что и отражено на эпюре М₂.

3. Определяется распределенная равномерно изменяющаяся горизонтальная нагрузка q на стойку.

Эта нагрузка включает в себя:

3.1. Нагрузку от собственного веса грунта.

На первый взгляд это кажется странным, ведь нагрузка от собственного веса грунта направлена вертикально вниз и не должна передаваться на стену. Однако ничего странного в этом нет. Дело в том, что грунт, как и любое другое физическое тело, под воздействием нагрузки сжимается в вертикальном направлении, но при этом пытается сохранить свой объем и потому расширяется в горизонтальном направлении. Отсюда и возникает горизонтальная составляющая нагрузки на фундаментную стену.

Чтобы определить эту горизонтальную составляющую, необходимо знать физические характеристики грунта, который будет использоваться для обратной засыпки. В частности плотность γ и угол внутреннего трения ф (вообще-то этот угол как правило обозначается греческой литерой φ и этой же литерой обозначается коэффициент продольного изгиба, о котором речь ниже, поэтому чтобы не возникало путаницы, я обозначил угол внутреннего трения литерой ф)

Чем меньше угол внутреннего трения, тем меньше горизонтальная составляющая нагрузки на фундаментную стену. В зависимости от состава и влажности грунта, использованного для обратной засыпки, значение угла может изменяться в пределах 20-45°.

Чтобы не возиться с точным определением угла внутреннего трения, тем более при отсутствии результатов геологоразведки, что в малоэтажном частном строительстве случается достаточно часто, я рекомендую для расчетов принимать значение угла φ = 45°, т.е. рассматривать грунт как условную жидкость. Это не только обеспечит возможный запас прочности, но и значительно упростит расчеты. При этом значение нагрузки, действующей в любом поперечном сечении стойки ниже отметки верха грунта, можно определить по следующей формуле:

q_(х) = gγ(x - a) (418.2)

где g = 9.81 м/с 2 - ускорение свободного падения. а = Н₁ - Н₂ - расстояние между верхней опорой стойки и отметкой верха грунта (на расчетной схеме не показано).

Примечание: значение нагрузки, определенной по формуле (418.2) будет в Паскалях. Если расчет ведется в килограмм-силах, то значение плоской нагрузки можно определять по упрощенной формуле (не умножать правую часть формулы на g). Кроме того нагрузку из плоской следует перевести в линейную, т.е. умножить на 1 погонный метр длины стены, являющийся шириной нашей балки.

3.2. Нагрузку р на покрытие или отмостку снаружи фундаментной стены.

Так как эта нагрузка приведет к условно равномерному сжатию нижележащего грунта, то ее можно рассматривать как равномерно распределенную от нижней опоры до отметки покрытия.

Если нагрузки р и q сложить, что нам позволяет метод суперпозиции, то значение суммарной нагрузки на расстоянии а от верхней опоры будет равно:

Σq_a = р + 0 = q₁ (418.3.1)

а на нижней опоре:

Что и отображено на эпюре нагрузки

3.3. Нагрузку от собственного веса покрытия или отмостки.

Если плотность покрытия или отмостки значительно больше, чем плотность расположенного ниже грунта, то при расчетах это следует учитывать, соответственно эпюра нагрузки должна иметь несколько другой вид.

Как правило плотность отмостки или покрытия сопоставима с принимаемой плотностью грунта, а кроме того толщина слоя отмостки или покрытия, имеющего большую плотность, в десятки раз меньше высоты стены, а потому для упрощения расчетов этим влиянием на общий вид эпюры нагрузки можно пренебречь.

Также можно разницу плотностей отмостки и грунта рассматривать как часть нагрузки р.

Изменение моментов, действующих в поперечных сечениях стойки под действием горизонтальной нагрузки, показано на эпюре M_q.

Примечание: Для еще большего упрощения расчетов, нагрузку q, равномерно изменяющуюся от минимального значения q₁ до максимального q₂ по высоте Н₂, можно рассматривать как равномерно изменяющуюся от 0 до максимального значения по всей высоте стены Н₁. При этом для определения значений момента в рассматриваемом сечении можно воспользоваться готовыми расчетными схемами для такого частного случая. Если нагрузка на покрытие достаточно велика или покрытие находится почти вровень с верхней опорой стойки, то в этом случае следует пользоваться методом суперпозиции.

4. Определяется значение момента и продольной силы в наиболее нагруженном сечении.

Вообще-то сделать это не так просто, как может показаться на первый взгляд, потому что наиболее нагруженное сечение следует определять с учетом устойчивости стойки.

Т.е. с точки зрения потери устойчивости наиболее опасными являются сечения примерно посредине высоты стойки, а между тем максимальный момент будет действовать примерно на расстоянии Н₁/4 от нижней опоры стойки, что видно по суммарной эпюре ΣМ.

В связи с этим рекомендуется рассматривать сечение расположенное на расстоянии Н₁/3 от нижней опоры стойки, как наиболее нагруженное.

Значение момента в этом сечении можно определить по эпюре моментов (если таковая будет строиться) или расчетом. Значение продольной силы действующей в рассматриваемом сечении, будет равно:

где N_2(х) - нагрузка от собственного веса фундаментной стены в рассматриваемом сечении. Значение этой нагрузки определяется примерно также, как и для вышележащих стен.

5. Определяется коэффициент продольного изгиба φ.

Пример определения коэффициента продольного изгиба приводится отдельно.

6. Проверяется прочность наружной фундаментной стены с учетом устойчивости.

Нормальные напряжения, возникающие в рассматриваемом поперечном сечении, не должны превышать расчетного сопротивления материала стены:

σ = ΣN_x/φF + M_x/W ≤ R (418.5)

где F - площадь рассматриваемого сечения стены, W - момент сопротивления данного сечения, R - расчетное сопротивление материала стены.

Вот собственно и все теоретические предпосылки для расчета наружной фундаментной стены при наличии подвала.

Если внутри подвала на фундаментной стене планируется размещение подвесных полок или стеллажей, то это следует учесть как дополнительный момент, действующий на соответствующей высоте или как пару сил, создающих такой момент.

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье "Записаться на прием к доктору"

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины - номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Здравствуйте,
1. Как определить коэффициент продольного изгиба для бетона. В приведенной ссылке есть таблица для кладки и как я понимаю для бетона не подойдет.
2. Нужно ли учитывать эксцентриситет в случае, если литая плита перекрытия полностью опирается на стену и если нужно то как?

Здравствуйте,
Возможно я ошибаюсь, но мне кажется, что морозное пучение будет приводить также и к горизонтальной нагрузке на фундаментную стену. Логика аналогичная, раз при замерзании вода расширяется то давить она будет не только вверх и в стороны. При этом вероятно, что сила эта связана с активным давлением грунта. Норматвных документов по этому поводу не нашел. В сети встретил такое утверждение:
Коротко говоря, - дополнительные напряжения от морозного пучения (нормальные к плоскости стены подвала) ,будут 0,5. 0,7*Ракт для песков
1..1,2*Ракт для перлитовых глин, 1,5*Ракт и более для монтморилонитовых глин; Ракт=Pz*tg(45-f/2)*tg(45-f/2)
Ракт - активное давление обычного грунта
f - угол внутреннего трения грунта
Значения бокового давления даны для песков со влажностью менее 0,6 и глин IL не более 0,6 остальное можно интерполяцией (супеси и суглинки)

Выглядит логично и получается, что прибавляется довольно весомая сила в случае суглинков.

Как вы считаете стоит это рассчитывать или раз нет нормативной документации, то можно не учитывать?

1. На моем сайте действительно нет таблиц для определения коэффициентов продольного изгиба бетонных конструкций, однако найти такую таблицу в сети - не проблема. Впрочем, если определять этот коэффициент, как для кладки с а=1500, то разница будет очень небольшой.
2. Даже если литая плита полностью опирается на фундаментную стену, то все равно некоторый эксцентриситет будет. Больше подробностей смотрите в статье "Защемление плиты перекрытия в стене". Для упрощения расчетов можно принять значение эксцентриситета равным 1/6 ширины стены.
3. Как правило обратную засыпку рекомендуется выполнять местными непучинистыми грунтами, что приводит к значительному уменьшению нагрузки от пучения. Тем не менее вы можете учесть эту нагрузку, действовать она будет до глубины промерзания грунта.

ЗДРАВСТВУЙТЕ.
Я НЕ СТРОИТЕЛЬ.
ЦОКОЛЬНЫЙ ЭТАЖ С ФБС 40 СМ НА ЛЕНТЕ 40*70 СМ С МОНОЛИТНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ ГРУНТ ГЛИНА.
ЕСТЬ ВНЕШНИЕ СТЕНОВЫЕ ЖБ ПАНЕЛИ.
РОДСТВЕННИК ГОВОРИТ СТАВИТЬ ИХ НА 10 СМ НА КРАЙ ПЛИТЫ. СОМНЕНИЯ? 10*10*10-БЕТОН-ЭППС-БЕТОН
ВТОРОЙ ЭТАЖ С БЕТОННЫХ БЛОКОВ. ПЕРЕКРЫТИЕ МОНОЛИТ.
СПАСИБО ЗА ОТВЕТ.

Такая конструкция стен при вашем фундаменте вполне допустима.

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).

Особенности армирования стен подвала

Армирование стен подвала – ответственная работа, для которой нужны определенные навыки и умения. Стены погреба должны выдерживать большую нагрузку, поэтому важно грамотно сделать расчет, уложить арматуру, минимизировав вероятность разрушения сетки во время эксплуатации.

При строительстве нужно придерживаться следующих правил:

Внимательно следить за тем, чтобы арматура и прочие ее элементы не соприкасались с опалубкой и располагались хотя бы на минимальном расстоянии. В противном случае, когда опалубка будет убираться, возрастает риск повреждения арматурной сетки. Шансы не велики, но все же имеются. В случае если опалубка сниматься не будет, сквозь места, где она соприкасается со стальным стержнем, станет попадать нежелательная влага.
Грамотно подбирать арматурную сеть. Так, ее ячейки должны быть определенной величины. Для стен подвала подходящим размером будет 25-35 см.
Чтобы конструкция была надежной и прочной после армирования монолитных конструкций рекомендуется уменьшить величину ячеек. Это делается с учетом нагрузки, которую оказывает перекрытие (в случае, если оно также сделано из бетона). Что касается величины ячеек, она не должна быть менее 5 см. Если этот расчет не соблюсти, раствор цемента потеряет проникающие характеристики и со временем стены покроются ненужными пустотами.
Также стоит подумать над тем, чтобы защитить материал от разрушения. Для этого применяют специальные составы, которые отправляют в заливаемый бетон. Кроме этого, арматуру от поверхности стен отделяют пластом бетона. При этом его толщина должна быть около 15 мм.
Обязательно следить и за тем, чтобы стержни арматуры стояли максимально прямо в опалубке. Если буду нарушения в расчете, давление почвы может пагубно повлиять на постройку. Естественно, незначительные погрешности (несколько миллиметров) имеют место быть, но лучше постараться их исключить. Чтобы проверить, насколько ровно выполнен монтаж сети, можно использовать строительный уровень.
В конце укладки арматуры, нужно дополнительно проверить то, насколько правильно установлен и проведен монтаж монолитных стен подвала в целом. Важно, чтобы полученный результат соответствовал расчетам. И только тогда можно приступать к заливке раствора.

Внимание! Не имеет значения, работа выполняется самостоятельно или с привлечением специалистов, каждый шаг нужно контролировать и проверять.

Материалы

Армирование монолитных стен подвала предполагает усиление бетонного блока с внутренней стороны с использованием разных материалов. Для этой цели применяются прутки или волокна, которые в процессе растяжения блока делают так, что он не растрескивается.

Все материалы для армирования условно делятся на три группы:

металлические прутья;
композитная арматура;
фибра.

Остановимся более подробно на каждой группе.

Стальные прутки

В строительстве пока чаще всего используют привычные металлические прутья. Они обеспечивают надежность возводимого помещения. Их изготавливают из углеродистой стали. Прутья бывают гладкими и с насечками (поперечные и продольные).

Длина прутка для армирования монолитных бетонных стен подвала составляет 11,75 м.

Композитный материал

Если говорить о композитной арматуре, речь идет о неметаллических волокнах. Как правило, для ее производства берут стекловолокно, углеволокно и пр. Преимуществом этого материала является то, что он устойчив к агрессивным факторам и не поддается коррозии, в отличие от металла. Также арматура имеет высокую прочность на разрыв, при этом гораздо легче стальной. Ну и основное преимущество в том, что такие прутья обойдутся гораздо дешевле, чем металлические.

Подобная арматура отличается широким спектром исходных материалов, которые ежегодно увеличиваются. Сейчас чаще используют базальтопластиковые и стеклопластиковые армирующие прутья, имеющие спиральную накрутку.

Также существует полиэтиленрефталатовая и углеводородная арматура, однако сейчас ее популярность еще не достигла своего пика. Большим плюсом материала является его низкий вес.

Фиброволокно

Фибра же представляет собой волокна, которые распределяются по раствору. Его добавляют на этапе замешивания. Непосредственно само волокно бывает разной длины и диаметра. Фибра изготавливается из волокон, основной которых выступает:

сталь;
стекло;
базальт;
полипропиленовые соединения.

Важно! Как правило, строители прибегают к усилению стекловолокном, так как оно отличается высокими прочностными свойствами, а также относительно низкой стоимостью.

Для чего нужно усиливать бетон

Некоторые задаются вопросом, для чего нужно армировать бетонные монолитные стены, если он сам по себе достаточно прочный материал. На самом деле простой бетонный блок, без усиления, прочный только на сжатие. Сдвинуться монолитная конструкция способна по таким причинам:

изменения объема грунта;
постепенной осадки фундамента;
геофизической активности;
внесение изменений в планировку постройки;
осуществление работ по надстройке.

Металлические элементы, добавляемые как в строительный материал, так и в процессе отделке монолитных стен позволят добиться необходимой прочности в подвале дома.

Достоинства усиленного бетона

Если строительные работы проведены правильно, то есть с соблюдением технологий и расчетов, оно способно решить одновременно несколько задач:

Повысить прочность подвального помещения.
Бетонные элементы строения становятся более устойчивыми к климатическим условиям, в частности речь идет о температурных перепадах.
В разы увеличивается срок эксплуатации постройки.
Возросшая прочность позволяет увеличить механические нагрузки на несущую конструкцию.
Предупреждение растрескивания бетонных элементов.

Расчет монолитной наружной стены

Грамотный расчет монолитной стены подвала играет важную роль в работе. Прежде стоит отметить, что толщина стен и, соответственно, армирование, напрямую связано с уровнем грунтовых вод. Так, если вода не поднимается до уровня постройки, строительство будет проходить гораздо проще. Дело в том, что нижняя плита не является силовой и может выступать за стены где-то на 5-10 см. При этом, что касается толщины перекрытий постройки из монолитного бетона, этот расчет варьируется в пределах 20-40 см. И это при условии, что имеются поперечные стены.

В случае, когда подвал расположен ниже грунтовых вод, расчет будет таким: толщина пола должна быть 20 см и выходить за стены на 30-40 см. При этом она должна быть обязательно армирована с соблюдением всех правил.

Железобетонное перекрытие кладут на монолитные стены постройки спустя 3-4 недели. Сделать это нужно в тот же сезон. В противном случае стены могут наклониться внутрь строения из-за давления грунта.

Также, нужно учесть теплотехнический расчет. Его проводят для того, чтобы определить теплозащитные характеристики строительных конструкций.

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН И СТЕН ПОДВАЛОВ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций НТС ЦНИИПромзданий.

Составлено к главам СНиП II-15-74* и II-91-77** и содержит основные положения по расчету и конструированию подпорных стен из монолитного и сборного железобетона с примерами расчета и необходимыми табличными значениями коэффициентов, облегчающих расчет, а также рекомендации по расчету стен подвалов промышленных и гражданских зданий.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.02.01-83, здесь и далее по тексту.

** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.09.03-85. - Примечания изготовителя базы данных.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Руководство разработано ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.А.Ушаков, А.М.Туголуков, инженеры И.Д.Залещанский, Ю.В.Фролов, С.В.Третьякова) - разд.1-9, прил.1-5 при участии институтов: НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (д-р техн. наук Е.А.Сорочан, кандидаты техн. наук А.В.Вронский, А.С.Снарский) - разд.5 и 6; Киевского Промстройпроекта Госстроя СССР (инженеры В.А.Козлов, С.И.Савускан) - разд.2, 3, 7, прил.4; Гипроречтранса Минречфлота РСФСР (д-р техн. наук В.Б.Гуревич, канд. техн. наук В.Э.Даревский, инж. М.А.Орлова) - разд.5 и 6 и Фундаментпроекта Минмонтажспецстроя СССР (инженеры В.К.Демидов, М.Л.Моргулис, И.С.Рабинович) - разд.6, 8, 9, прил. 2.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Руководство распространяется на проектирование гравитационных подпорных стен для промышленного и гражданского строительства, возводимых на естественных основаниях, а также на проектирование стен подвалов промышленных и гражданских зданий.

1.2. Руководство не распространяется на проектирование подпорных стен магистральных дорог, гидротехнических сооружений, подпорных стен специального назначения (противооползневые, противообвальные и др.), а также на проектирование подпорных стен, предназначенных для строительства в особых условиях (на вечномерзлых, набухающих, просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях и др.).

1.3. Проектирование подпорных стен и стен подвалов должно осуществляться на основании:

чертежей генерального плана (горизонтальная и вертикальная планировка);

отчета об инженерно-геологических изысканиях;

технологического задания, содержащего данные о нагрузках и при необходимости особые требования к проектируемой конструкции, например, требования по ограничению деформаций и др.

1.4. Конструкция подпорных стен и стен подвалов должна устанавливаться по данным сравнения вариантов, исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, а также с учетом условий эксплуатации конструкций.

1.5. Подпорные стены, сооружаемые в населенных пунктах, следует проектировать с учетом архитектурных особенностей этих пунктов.

1.6. При проектировании подпорных стен и стен подвалов должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также отдельных элементов его на всех стадиях возведения и эксплуатации.

1.7. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям индустриального изготовления их на специализированных предприятиях.

Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, а также условия изготовления и транспортирования.

1.8. Для монолитных железобетонных конструкций следует предусматривать унифицированные опалубочные и габаритные размеры, позволяющие применять типовые арматурные изделия и инвентарную опалубку.

1.9. В сборных конструкциях подпорных стен и стен подвалов конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

1.10. Проектирование конструкций подпорных стен и стен подвалов при наличии агрессивной среды должно вестись с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП III-23-76*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.04.03-85. - Примечание изготовителя базы данных.

1.11. Проектирование мер защиты железобетонных конструкций от электрокоррозии должно производиться с учетом требований СН 65-76* "Инструкция по защите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой блуждающими токами".

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.03.11-85 . - Примечание изготовителя базы данных.

1.12. При проектировании подпорных стен и стен подвалов следует, как правило, применять унифицированные типовые конструкции.

Проектирование индивидуальных конструкций подпорных стен и стен подвалов допускается в тех случаях, когда параметры и нагрузки для их проектирования превосходят параметры и нагрузки для типовых конструкций, либо когда применение типовых конструкций невозможно исходя из местных условий осуществления строительства.

1.13. В Руководстве рассматриваются подпорные стены и стены подвалов при засыпке их однородным грунтом.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДПОРНЫХ СТЕН

2.1. В зависимости от принятого конструктивного решения подпорные стены могут возводиться из железобетона, бетона, бутобетона и каменной кладки.

2.2. Выбор материала для подпорных стен обусловливается технико-экономическими соображениями, требованиями долговечности, условиями производства работ, наличием местных строительных материалов и средств механизации.

2.3. Железобетонные и бетонные подпорные стены рекомендуется проектировать из бетона проектной марки по прочности на сжатие:

для сборных железобетонных конструкций - М 200, М 300, М 400;

для монолитных железобетонных и бетонных конструкций - М 150, М 200.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции следует преимущественно проектировать из бетона марки М 300, М 400, М 500, М 600. Для бетонной подготовки следует применять бетон марки М 50 и М 100.

2.4. Для кирпичных подпорных стен следует применять хорошо обожженный красный кирпич марки не ниже М 200 на растворе марки не ниже М 25, а при очень влажных грунтах - не ниже М 50. Применение силикатного кирпича не допускается.

2.5. Бутовая и бутобетонная кладка для подпорных стен должна быть выполнена из камня марки не ниже 150-200 на портландцементном растворе марки не ниже 50.

2.6. Для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, в проекте должна быть оговорена марка бетона по морозостойкости.

Проектная марка бетона по морозостойкости для железобетонных конструкций подпорных стен назначается в зависимости от температурного режима их эксплуатации в соответствии с табл.1. Температурный режим эксплуатации устанавливается исходя из значения расчетной зимней температуры наружного воздуха в районе строительства.

Температурный режим эксплуатации подпорных стен

Минимальная проектная марка бетона по морозостойкости

от -20 °С до
-40 °С вкл.

от -5 °С до
-20 °С вкл.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства.

Требования к бутобетону и каменной кладке по морозостойкости предъявляются те же, что и к бетонным и железобетонным конструкциям.

2.7. Для армирования железобетонных конструкций, выполняемых без предварительного напряжения, следует применять стержневую горячекатаную арматурную сталь периодического профиля классов A-III и A-II по ГОСТ 5781-75. Для монтажной (распределительной) арматуры допускается применение горячекатаной арматуры класса A-I по ГОСТ 5781-75 или обыкновенной арматурной гладкой проволоки класса B-I по ГОСТ 6727-53*.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 5781-82, здесь и далее по тексту.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 6727-80. - Примечания изготовителя базы данных.

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса A-II марки ВСт5пс2 к применению не допускается.

2.8. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов следует преимущественно применять термически упрочненную арматуру классов Ат-VI и Ат-V по ГОСТ 10884-78*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 10884-94, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Допускается также применять горячекатаную арматуру классов A-V, A-IV по ГОСТ 5781-75 и термически упрочненную арматуру класса Ат-IV по ГОСТ 10884-81.

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса A-IV марки 80С к применению не допускается.

2.9. Анкерные тяги и закладные элементы должны приниматься из прокатной полосовой стали класса С 38/23 (ГОСТ 380-71*) марки ВСт3кп2 при расчетной зимней температуре до минус 30 °С включительно и марки ВСт3пс6 при расчетной температуре от минус 30 °С до минус 40 °С. Для анкерных тяг рекомендуется также сталь С 52/40 марки 10Г2С1 при расчетной зимней температуре до минус 40 °С включительно. Толщину полосовой стали следует принимать не менее 6 мм. Возможно также применение для анкерных тяг арматурной стали класса А-III.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют: в части требований к сортовому и фасонному литью ГОСТ 535-2005; в части марок и химического состава ГОСТ 380-2005; в части требований к толстолистовому прокату ГОСТ 14637-89. - Примечание изготовителя базы данных.

2.10. В сборных железобетонных и бетонных элементах монтажные (подъемные) петли должны выполняться из арматурной стали класса A-I (марок ВСт3сп2 и ВСт3пс2) или из стали класса A-II (марка 10ГТ).

При расчетной зимней температуре ниже -40 °С применение для петель стали ВСт3пс2 не допускается.

3. ТИПЫ ПОДПОРНЫХ СТЕН

3.1. Подпорные стены по конструктивному решению подразделяются на массивные и тонкостенные.

В массивных подпорных стенах их устойчивость на сдвиг при воздействии горизонтального давления грунта обеспечивается в основном собственным весом стены.

В тонкостенных подпорных стенах их устойчивость обеспечивается собственным весом стены и весом грунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу.

Как правило, массивные подпорные стены более материалоемки и более трудоемки в возведении, чем тонкостенные, и могут применяться при соответствующем технико-экономическом обосновании (например, при возведении их из местных материалов, отсутствии сборного железобетона и т.д.).

3.2. Массивные стены могут возводиться из монолитного бетона, сборных бетонных блоков, бутобетона и каменной кладки.

По форме поперечного сечения массивные стены могут быть:

с двумя вертикальными гранями (рис.1, а);

с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью (рис.1, б),

с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью (рис.1, в),

с двумя наклонными в сторону засыпки гранями (рис.1, г),

со ступенчатой тыльной гранью (рис.1, д),

с ломаной тыльной гранью (рис.1, е).

Рис.1. Массивные подпорные стены

а - с двумя вертикальными гранями; б - с вертикальной лицевой и наклонной тыльной гранью; в - с наклонной лицевой и вертикальной тыльной гранью; г - с двумя наклонными в сторону засыпки гранями; д - со ступенчатой тыльной гранью; е - с ломаной тыльной гранью

3.3. Стены с наклонными гранями (переменного сечения, утончающиеся кверху) менее материалоемки, чем стены с двумя параллельными гранями.

При наличии наклонной в сторону от засыпки тыльной грани в работу подпорной стены включается масса грунта, расположенного над этой гранью. В стенах с двумя наклонными в сторону засыпки гранями интенсивность горизонтального давления грунта уменьшается, но возведение стен такого сечения является более сложным.

Добрый день! Необходимо запроектировать стену подвала из сборных бетонных блоков ФБСок. Перепад отметок грунта от 2,2 до 2,75 метра. Здание трехэтажное, расстояние между поперечными стенами 6м. Нагрузки на засыпке возможны разве что от пешеходов, так как это зеленая зона. Основание блоков-сплошная фунд.плита. Перекрытия-монолит. Посмотрел аналоги, при подобном перепаде отметок ставят блок 400. Но меня терзают сомнения, то есть надо его посчитать и доказать. Подскажите кто занимался подобным и у кого есть похожие примеры.

А пожарную машину в расчет не хотите взять?

Расчет элементарный и приводится в любом учебнике по механике грунтов.

по-моему вопрос этот совсем не из механики грунтов. Определить давление от грунта и от полезной нагрузки легко, а посчитать материал стены я не представляю как, чтоб учесть перевязку блоков, учесть плиту сверху. Да и расчеты не по учебникам проводить стоит, а по нормам.

Пример можно посмотреть в книге Линовича "Расчет и конструирование частей гражданских зданий" с. 253-254 (книга есть в download'е). Расчет стен - по СНиП ІІ-22-81 "Каменные и армокаменные конструкции", в частности расчетное сопротивление материала блоков - из табл. 4.

Согласен с DK насчет необходимости учета давления на грунт от пожарной машины, которая может подъехать к стене дома (или этот вариант у вас полностью исключен?).

Есть чертеж. Я вот что подумал: может посчитать стену подвала как балку, опертую на фунд. плиту и плиту перекрытия, посчитаю-получу изгибающие моменты в стене. Выберу моменты в уровне швов между рядами блоков. это будут моменты, которые хотят раскрыть шов и вывалить блок. Да а потом возьму и посчитаю удерживающий момент в блоках от вышележащих плит и стен (считая, что нагрузка пойдет по центру блока, то есть при толщине блока 0,4м и нагрузке на него 10т М=10х0,2=2тм). Пойдет?
Вариант пожарной машины исключен, вокруг дома будет терасса со ступеньками.

Расчет стены как внецентренно-сжатого элемента - согласно пп. 4.7 - 4.11 СНиП "Каменные и армокаменные конструкции". Эксцентриситет e = M / N.

Не изобретайте велосипед .

жаль, что никто не ответил - пойдёт или нет, и почему. попробуй посчитать так как сам думаешь и по СНиП и сравнить, может правльно думаешь.

Чтобы сказать, считать ли как изгибаемый или сжатый, или внецентренно-сжатый, или еще как, нужно знать, какие силы преобладают. Т.е. надо видеть состояние.
Поэтому нужно сначала уточнить нагрузки.

[FONT=Verdana] "Проектирование подпорных стен [/FONT][FONT=Verdana] и стен подвалов" [/FONT]
Там все очень подробно описано.

Содержит основные положения по расчету и констру*ированию подпорных стен и стен подвалов промыш*ленных предприятий из монолитного и сборного бетона и желе*зобетона. Приведены примеры расчета.
Для инженерно-технических работников проектных и строи*тельных организаций.

Только вот СНиП "Каменные и армокаменные конструкции" и Линович указывает "Стены подвалов следует рассчитывать как балки с двумя неподвижными шарнирными опорами"; а Пособие по расчету подпорных стен и стен подвалов вместе со справочником проектировщика указывают считать как балку с защемлением в уровне фундамента и шарниром в месте перекрытия.

400 хватит.
При малосжимаемых грунтах, толщина фундаментных стен, в том числе подвалов, принимается равной (или меньшей) толщине надземных стен, но не менее 30 см. Справочник пороектировщика "Основания и фундаменты"

Вот результаты расчета в Лире. Я задал блоки стержнем и разбил его по высоте на 600мм (высота блока). Задал ко всему еще тонну полезной нагрузки на поверхности. Получил моменты в швах между блоками. Например выберу худший вариант, это момент при схеме шарнир-шарнир М=1,134тм (потому что в этом блоке меньше пригрузка, чем в нижнем по схеме жесткое-шарнир). Я считаю что сила, приходящая от верхних этажей распределяется равномерно по ширине блока, те равнодействующая идет по средине блока. Мне нужно обеспечить минимальный удерживающий момент 1,134тм, то есть сила пригрузки должна быть 1,134/0,2=5,67тс. То есть мои блоки шириной 400 проходят при условии, что будет возведено здание и нагр на стену достигнет больше чем 5,67.

на чертежах не плохо в примечниях написать мол обратную засыпку выполнять после устройства перекрытия подвала.

Похоже это ответ на твой вопрос в п. 1. Зато учтён вес и угол внутреннего трения грунта. Может и потому такие большие значения сечения стен что не учтён пригруз, т.е. крайний худший случай.

Читайте также: