Инженерно-геологические условия площадки

Исходные данные

Конструктивная схема здания – пространственный железобетонный рамно-связевый каркас с ограждающими стенами из пенобетонных камней марки М35 на растворе М50 с горизонтальным армированием. Каркас представлен пространственными трех пролетными рамами с максимальным пролетом в 6.40 м. Максимальный шаг рам 4.45 м. Сечение железобетонных колонн и железобетонных балок по наружным осям 400х400 мм. Сечение железобетонных балок по внутренним осям 400х300 мм. Перекрытие монолитное, толщиной 160 мм.

Диафрагмы и шахта лифта выполнены из монолитного железобетона толщиной 200 мм.

Цокольный этаж выполнен из сборных бетонных блоков толщиной 400 мм.

Фундаменты выполнены в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 600 мм.

Пространственная жесткость здания обеспечивается системой элементов каркаса, жестко соединенных между собой и с жесткими дисками перекрытий.

Конструктивная схема здания представлена на рис.2.1.

Для определения расчетного армирования железобетонных элементов, выполнен расчет пространственной несущей системы здания. Расчет выполнен с использованием программного комплекса «Лира-Windows», расчетная модель здания построена с использованием программного комплекса «Мономах». Работу железобетонных элементов колонн и балок моделировали стержнями, плит перекрытий – пластинами.

Описание нагрузок

Расчет выполнен на основное и особое сочетание нагрузок с учетом сейсмического воздействия.

Программа Лира – Windows, используемая для расчета напряженно-деформированного состояния здания, позволяет автоматически учесть постоянную нагрузку от собственного веса несущих конструкций, представленных в расчетной модели.

Значения нагрузок представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Нагрузки, приложенные к расчетной модели.

Наименование	Эксплуатационное расчетное значение	Коэффициент надежности по нагрузке	Предельное расчетное значение
Постоянные нагрузки на перекрытие от конструкции пола, кгс/м
Конструкции перегородок из гипсокартона δ=0.1м при высоте этажа 3.0м, кгс/м
Конструкции ограждающих конструкций из пенобетонных камней δ=0.25м при высоте этажа 3.0м, кгс/м
Переменные нагрузки
Равномерно распределенная переменная нагрузка на плиты перекрытий в т.ч.
– длительная, кгс/м	35,0	1,3	45,5
– кратковременная, кгс/м	115,0	1,3	150,0
Равномерно распределенная переменная нагрузка на консольные участки
- кратковременная часть полезной нагрузки (балконы, лоджии), кгс/м		1,3
- длительно действующая часть полезной нагрузки (балконы, лоджии), кгс/м		1,3
Равномерно распределенная нагрузка на перекрытие (Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы, примыкающие к жилым помещениям домов отдыха и пансионатов, общежитий и гостиниц) временная нагрузка на плиты перекрытий в т.ч.
– длительно действующая, тс/м	0.1	1,2	0.120
– кратковременная, тс/м	0.2	1,2	0.240
Снеговая нагрузка на покрытие, кгс/м

Снеговая нагрузка рассчитана исходя из характеристического значения S₀ =760 Па (по прил. Е /1/ для г. Феодосия). Предельное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия =1000 Па,.

Ветровая нагрузка рассчитана исходя из характеристического значения W0=500 Па (по прил. Е /1/ для г. Феодосия). Тип местности III, коэф. географической высоты Calt=1, коэф. надежности по эксплуатационному значению =1.14. Суммарные предельные нагрузки по этажам представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2.

Предельное расчетное значение ветровой нагрузки (ветер в продольном и поперечном направлении)

Для определения расчетных сочетаний усилий сформированы следующие загружения:

1 - постоянные нагрузки на перекрытия и нагрузки от собственного веса конструкций;

2 – переменная длительная нагрузка на перекрытия;

3 – переменная кратковременная нагрузка на перекрытия и снеговая нагрузка на покрытие;

4 – ветровая нагрузка по оси X;

5 – ветровая нагрузка по оси Y;

6 – сейсмическое воздействие по оси X;

7 – сейсмическое воздействие по оси Y;

Исходные данные для расчета на сейсмическое воздействие

Категория грунта в соответствии с табл.1 /2/ – II.

Сейсмичность площадки– 8 балов.

Коэффициент, учитывающий неупругие деформации и локальные повреждения зданий и сооружений, согласно п.2.2. табл. 3.2 /2/ – К1 = 0.3.

Коэффициент ответственности сооружений, согласно п. 7 табл. 4 /2/ К2=1.

Коэффициент нелинейного деформирования грунта, согласно табл.2.6. /2/ К гр=1

Коэффициент этажности сооружения принят в соответствии с формулой 2.2. К3 = 1.4 /2/.

Сейсмическое загружение формируется из статических с автоматизированным распределением весов масс по всем узлам расчетной модели. При вычислении масс постоянные нагрузки учитывались с коэффициентом 0,9, временные длительные – с коэффициентом 0,8, кратковременные – 0,5.

Общий вид расчетной модели представлен на рис. 2.1

Инженерно-геологические условия площадки

Геологические условия площадки размещения здания установлены на основании результатов изысканий, выполненных специализированной организацией.

Основанием фундаментов служит грунт – суглинок светло-бурый тугопластичный, тяжелый, комковатой текстуры с прослоями мягкопластичного с физико-механическими характеристиками: =1,98 т/м³, Е=16МПа, с=26кПа, φ=22^о.

При расчете деформаций основания среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа (тс/м²), определяемого по формуле

где =1.2 и =1.0- коэффициенты условий работы; =1

- коэффициенты, принимаемые для слоя суглинок светло-бурый тугопластичный.

=1- коэффициент, принимаемый равным: при м - ;

=15- ширина подошвы фундамента, м;

=1.98- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³ (тс/м³);

=18- то же, залегающих выше подошвы;

=26 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подва­ла, определяемая по формуле

где =0.6- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

=0.1м - толщина конструкции пола подвала, м;

=25 кН/м - расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м (тс/м3);

=2м- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подва­ла, м (для сооружений с подвалом шириной м и глубиной более 2 м принимается м, при ширине подвала м - ).

Расчетное сопротивление грунта основания для слоя суглинка, составит 516кПа

Грунтовые условия работы фундаментов задаются при вычислении коэффициентов постели грунтового основания С1 и С2 под центром фундамента. Коэффициент С1 учитывает вертикальный отпор грунта. Коэффициент С2 учитывает горизонтальный отпор грунта. Значения коэффициентов С1 и С2 были определены с помощью ПК Лира.

Рис.2.1. Конструктивная схема типового этажа здания

Рис.2.2 Общий вид расчетной модели