Конструкція фундаменту у сейсмічному районі, грізний. Особливості проектування фундаментів у сейсмонебезпечних зонах Приклад розрахунку несучої здатності основи стовпчастого фундаменту
Щодо монолітного каркасу. Наявність залізобетонних включень збільшує сейсмостійкість будівлі зі стінами із цегли (1, п. 7.6.14). Тут питання лише у поєднанні. Так, цитую: "каркасні будівлі, як правило, мають огороджувальні конструкції у вигляді самонесучих стін або навісних панелей, система кріплення яких у сейсмічних районах повинна допускати незалежне переміщення каркасу. Таке рішення у багатьох випадках дозволяє зменшити сейсмічні зусилля в елементах огородження і навіть навантаження на каркас" (1, п. 9.3.7). Тому ми радимо робити не жорстке з'єднання. Хоча, норми по сейсміку, як виявилося (мені довелося вже не раз їх перечитати, щоб Вам допомогти:-)), не забороняють використовувати цегляну кладку як опалубку: "Залізобетонні включення в кладку комплексних конструкцій слід влаштовувати відкритими не менш ніж з одного боку . При проектуванні комплексних конструкцій як каркасних систем антисейсмічні пояси та їх вузли сполучення зі стійками повинні розраховуватися і конструюватися як елементи каркасів з урахуванням роботи заповнення. .3.47).
Примітка. Комплексні конструкції (далі за текстом – к.к.) – конструкції з кам'яної кладки (стіни, простінки, стовпи), посилені включеними в них залізобетонними елементами, що працюють спільно з кладкою. до. застосовуються у випадках, коли потрібно значно збільшити несучу здатність кам'яних конструкцій, не збільшуючи розмірів їх перерізу. Особливо важливе значення має застосування К. до. для посилення стін будівель, що будуються в сейсмічних районах. Перевага До. до. (порівняно з кам'яними конструкціями) - більш висока міцність. Однак вони більш трудомісткі, ніж конструкції із збірного залізобетону.
Джерело: Поляков С. Ст, Фалевич Би. Н., Проектування кам'яних і великопанельних конструкцій, М., 1966; Довідник проектувальника, т. 12 - Кам'яні та армокам'яні конструкції, М., 1968.
Як краще зробити (зовсім без каркаса, з жорстко зв'язаним каркасом або з каркасом на гнучких зв'язках) – ми не можемо вирішити за Вас. Я даю Вам всю інформацію, якою ми володіємо, в даному випадку - думка практикуючих будівельників та норми, що діють, з будівництва в сейсмічно небезпечних районах. Вибір за вами.
Висота поверхів у Вашому будинку допустима (задовольняє вимоги СП 31-114-2004, п. 7.6.7 та 7.6.8).
Кути цегляної кладки не дають більшої жорсткості та міцності ніж рама на їх місці. У сполученнях стін (у тому числі і в кутах, якщо стіни виконані повністю з цегли) в кладку повинні укладатися арматурні сітки перерізом поздовжньої арматури загальною площею не менше 1 см 2 завдовжки 1,5 м через 700 мм за висотою при розрахунковій сейсмічності 7- 8 балів та через 500 мм – при 9 балах (2, п. 3.46). Якщо над входом у будинок робитимете козирок, що спирається на стовпи, то вони повинні бути із залізобетону. Так як цегляні стовпи допускаються лише за розрахункової сейсмічності 7 балів (2, п. 3.46).
Для армування кам'яних конструкцій відповідно до СНиП із проектування бетонних та залізобетонних конструкцій слід застосовувати:
- для сітчастого армування – арматуру класів А-I та Вр-I;
- для поздовжньої та поперечної арматури, анкерів та зв'язків - арматуру класів А-I, А-II та Вр-I
Арматурні сітки слід укладати не рідше, ніж через п'ять рядів цегляної кладки із звичайної цегли, через чотири ряди кладки з потовщеної цегли і через три ряди кладки з керамічного каміння.
Діаметр сітчастої арматури має бути не менше 3 мм.
Діаметр арматури в горизонтальних швах кладки повинен бути не більше:
- при перетині арматури у швах - 6 мм;
- без перетину арматури у швах - 8 мм.
Відстань між стрижнями сітки має бути не більше 12 та не менше 3 см.
Шви кладки армокам'яних конструкцій повинні мати товщину, що перевищує діаметр арматури не менше ніж на 4 мм (3, п.2.6; п.6.76).
Перегородки з цегли або каменю слід армувати на всю довжину не рідше ніж через 700 мм за висотою стрижнями загальним перерізом у шві не менше 0,2 см (2, п.3.12).
Розмір вікон ми також за Вас не виберемо:-). Це залежить лише від Ваших уподобань. Єдине, перемички над вікнами та дверима повинні влаштовуватись, як правило, на всю товщину стіни та закладатись у кладку на глибину не менше 350 мм. При ширині отвору до 1,5 м закладання перемичок допускається на 250 мм (1, п. 7.6.17).
Стрічка. Окільцьовувати ряди арматур потрібно, "окільцьовування" це і виходить з вертикальних і горизонтальних прутів, які схематичних малюнках (вище) названі "поперечною арматурою" з кроком 20 см. Їх достатньо, якогось додаткового кільцевування не потрібно.
Перекриття. У рівні перекриттів та покриттів, виконаних із збірних залізобетонних елементів, по всіх стінах без перепусток та розривів повинні влаштовуватися антисейсмічні пояси з монолітного залізобетону з безперервним армуванням. У будинках з монолітними залізобетонними перекриттями, замурованими по контуру в стіни, антисейсмічні пояси в рівні цих перекриттів допускається не влаштовувати.
Плити перекриттів (покриттів) повинні з'єднуватися з антисейсмічними поясами через анкерування випусків арматури або зварювання закладних деталей. Антисейсмічні пояси верхнього поверху мають бути пов'язані з кладкою вертикальними випусками арматури.
Антисейсмічний пояс (з опорною ділянкою перекриття) повинен влаштовуватись, як правило, на всю ширину стіни; у зовнішніх стінах завтовшки 500 мм і більше ширина пояса може бути меншою на 100 - 150 мм. Висота пояса повинна бути не меншою за товщину плити перекриття, клас бетону - не нижче В15.
Поздовжню арматуру антисейсмічного пояса встановлюють за розрахунком, але не менше чотирьох стрижнів діаметром 10 мм при сейсмічності 7 - 8 балів і не менше чотирьох стрижнів діаметром 12 мм - при 9 балах (1, п. 7.6.11; п. 7.6.12).
Довжина ділянок спирання плит перекриттів та покриттів на несучі конструкції приймається не менше:
- для цегляних та кам'яних стін - 120 мм;
- для залізобетонних панелей та ригелів - 60 мм (1, п.7.1.9).
Арматура вертикальна в стрічці спочатку обговорювалася Ø14 мм, так що можна. Без середньої низки вертикальної арматури без розрахунку армування обійтися не можна. Ми не робимо таких розрахунків, а радити того, у чому не впевнені, не можемо.
у Вас взагалі сейсміка 8 балів, але якщо Ви хочете підстрахуватися, то про заходи, які необхідно вжити при 9 балах, Ви можете прочитати в таких пунктах СП 31-114-2004:
- діаметр арматури – п.7.2.8;
- крок хомутів – п.7.3.3;
- вимоги до цегли та кладки - п.7.6.1 - а) та г); п.7.6.2;
- ширина простінків та отворів - п.7.6.10.
1 Пункт 12.2.5. складено канд. техн. наук Л.Р. Ставніцером
Розрахунок несучої здатності основ при особливому поєднанні навантажень проводиться для забезпечення міцності скельних ґрунтів та стійкості нескельних ґрунтів, а також виключення зсуву фундаменту по підошві та його перекидання. Виконання цих умов передбачає збереження будівельних конструкцій, вихід з ладу яких загрожує обваленням будівлі або її частин. При цьому допускаються пошкодження елементів конструкцій, що не загрожують безпеці людей або збереженню цінного обладнання. Деформації основи (абсолютні та нерівномірні опади, крен) можуть перевищувати граничні значення, допустимі при основному поєднанні навантажень, і тому при особливому поєднанні навантажень з урахуванням сейсмічних впливів розрахунку не підлягають.
Розрахунок підстав за несучою здатністю проводиться на підставі умови
N a ≤ γ c.e qN u.e q/γ n ,
де N a- вертикальна складова розрахункового позацентрового навантаження в особливому поєднанні; N u.eq- Вертикальна складова сили граничного опору підстави при сейсмічних впливах; γ c.eq- сейсмічний коефіцієнт умов роботи, що приймається рівним 1,0, 0,8 і 0,6 для ґрунтів відповідно I, II і III категорії та сейсмічним властивостям (див. табл. 12.7), причому для будівель і споруд, що зводяться в районах з повторюваністю землетрусів 1, 2 та 3, значення γ c.eqслід помножити на 0,85, 1,0 і 1,15 відповідно (повторюваність землетрусів у районі визначається відповідно до глави СНиП II-7-81); γ n- Коефіцієнт надійності за призначенням, що приймається за вказівками гол. 5.
Несуча здатність (міцність) основи із скельних ґрунтів визначається на позацентрову дію вертикальної складової навантаження. Нахил рівнодіючої сил, прикладених до основи при особливому поєднанні навантажень, можна не враховувати за умови виконання розрахунку фундаменту на зсув по підошві.
При розрахунку несучої здатності (втрати стійкості) основи з нескельних ґрунтів необхідно враховувати можливість утворення в ґрунті поверхні ковзання, при цьому співвідношення між нормальними і дотичними напругами по всій поверхні ковзання повинно відповідати граничному стану ґрунту і характеризується розрахунковими значеннями кута внутрішнього тертя та питомого зчеплення.
Несуча здатність основи характеризується граничним навантаженням, що відповідає втраті стійкості ґрунту при сейсмічних коливаннях. При обчисленні цього навантаження повинні бути враховані не тільки напруги в ґрунті від його власної ваги та зовнішніх навантажень на основу, але й динамічні напруги, що виникають при поширенні сейсмічних хвиль та обумовлені дією об'ємних сил інерції ґрунту.
Горизонтальна складова навантаження враховується лише при перевірках стійкості будівель на перекидання та зсув по підошві фундаменту, що майже завжди задовольняється. Перевірка на зсув по підошві є обов'язковою за наявності горизонтальних навантажень, що довго діють, в основному поєднанні. У цьому випадку враховується тертя підошви фундаменту об грунт, а коефіцієнт надійності, що є відношенням утримувальних і зсувних сил, приймається рівним не менше 1,5.
При загальноприйнятому в теорії сейсмостійкості споруд горизонтальному напрямку сейсмічних сил інерції ґрунту, розташованого вище та нижче підошви фундаменту, ординати епюри граничного тиску під краями підошви фундаменту (рис. 12.15) визначаються за формулами:
Мал. 12.15.
;
p b = p 0 + ξ γ γ I b(F 2 - k eq F 3),
де ξ q , ξ cі ξγ - коефіцієнти, що залежать від співвідношення сторін підошви прямокутного фундаменту; F 1 , F 2 та F 3 - коефіцієнти, що визначаються за рис. 12.16 залежно від розрахункового значення кута внутрішнього тертя φ I; γ" I і γ I - відповідно розрахункові значення питомої ваги шарів ґрунту, що знаходяться вище і нижче підошви фундаменту (у необхідних випадках визначаються з урахуванням зважуючої дії підземних вод); d- Глибина закладення фундаментів (при неоднаковому вертикальному навантаженні з різних сторін фундаменту приймається значення dз боку найменшого привантаження, наприклад з боку підвалу): b- Ширина підошви фундаменту; c I - розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту; k eq- Коефіцієнт, значення якого приймається рівним 0,1 при розрахунковій сейсмічності 7 балів; 0,2 при 8 балах та 0,4 при 9 балах.
Мал. 12.16. Залежно F 1 , F 2 та F 3 від кута внутрішнього тертя
Коефіцієнти впливу співвідношення сторін підошви фундаменту обчислюються за такими виразами:
ξ q = 1 + 1,5b/l; ξ c = 1 + 0,3b/l; ξ γ = 1 - 0,25 b/l,
де l- Довжина фундаменту в напрямку, перпендикулярному розрахунковому.
Формули (12.60) застосовні за умови l ≥ b/l≥ 0,2. Якщо b/l < 0,2, фундамент следует рассчитывать как ленточный. Если b/l> 1, коефіцієнти впливу співвідношення сторін приймаються:
ξ q= 2,5; ξ c= 1,3; ξ γ = 0,75,
проте при цьому необхідно провести додаткову перевірку стійкості основи у поперечному напрямку.
Для стрічкових фундаментів слід рахувати ξ q ξ c = ξ γ = 1. Ексцентриситет розрахункового навантаження е ата ексцентриситет епюри граничного тиску e nвизначаються виразами:
e a = M a/N a;
,
де N aі M a- Вертикальна складова розрахункового навантаження і момент, наведені до підошви фундаменту при особливому поєднанні навантажень.
Величини e aі e nрозглядаються із однаковим знаком, тобто. спрямовані в один бік від вертикальної осі симетрії фундаменту, так як мінімум несучої здатності основи спостерігається при зсуві у бік, протилежний ексцентриситету навантаження.
При e a ≤ e nграничний опір основи знаходиться за формулою
.
При e a > e nвраховується не вся епюра граничного тиску, ординати якої визначені за формулами (12.58) та (12.59), а лише зрізана її частина, показана на рис. 12.15 пунктиром. Максимальна ордината p bцієї усіченої епюри збігається з вихідною, а мінімальна p 0 має менше значення, ніж р 0 і обчислюється за формулою
,
яка отримана таким чином, щоб ексцентриситет зрізаної епюри граничного тиску збігався із заданим ексцентриситетом навантаження. Похибка розрахунку при цьому прийомі йде в запас міцності основи, оскільки усічена епюра знаходиться в межах теоретичної.
Після підстановки у формулу (12.64) замість р 0 вирази (12.65) отримуємо формулу нижньої межі граничного опору основи при e a > e n :
.
При розрахунку сейсмостійкості для стрічкового фундаменту навантаження та несуча здатність у формулі (12.57) визначаються для одиниці його довжини ( l = 1).
При розрахунку основ та фундаментів на особливе поєднання навантажень з урахуванням сейсмічних впливів допускається неповне спирання підошви фундаменту на ґрунт (частковий відрив), якщо виконані такі умови:
ексцентриситет розрахункового навантаження не перевищує однієї третини ширини фундаменту в площині перекидального моменту
e a ≤ b/3;
розрахунок несучої здатності основи проводиться для умовної ширини фундаменту b c , що дорівнює ширині зони стиснення під підошвою фундаменту (при e a ≥ b/6 )
b c = 3(b/2 - e a);
максимальна розрахункова напруга під підошвою фундаменту σ max , обчислена з урахуванням неповного спирання фундаменту на ґрунт, не повинна перевищувати крайової ординати епюри граничного тиску
,
де p b- визначається за формулою (12.59), але для фундаменту, що має умовну ширину b c .
Ексцентриситети навантаження та трикутної усіченої епюри граничного тиску при частковому відриві підошви фундаменту збігаються і рівні bз /6 тому формула (12.66) має вигляд:
N u.eq = blp b/2.
При одночасному вплив на фундамент системи сил і моментів у взаємно перпендикулярних вертикальних площинах розрахунок несучої здатності підстави на особливе поєднання навантажень проводиться окремо на дію сил у кожному напрямі, незалежно один від одного.
Приклад 12.6.Розрахувати несучу здатність основи стрічкового фундаменту. За розрахунком на основне поєднання навантажень ширина підошви фундаменту прийнята b= 6 м при глибині закладення d= 2м. Фундамент спирається на основу, складену пилуватим вологим піском, для якого визначені наступні значення розрахункових характеристик: питома вага грунту I = 1,5 · 10 4 Н/м 3 ; кут внутрішнього тертя φ I = 26 °; питоме зчеплення c I = 0,4 10 4 Н/м 2 ; питома вага насипного грунту нижче за підошву фундаменту γ" I = 1,2·10 4 Н/м 3 . При особливому поєднанні навантажень з урахуванням сейсмічного впливу інтенсивністю 9 балів до підошви фундаменту прикладено вертикальне навантаження N a= 104·10 4 Н/м, горизонтальне навантаження T= 13·10 4 Н/м та момент M a= 98 · 10 4 Н · м / м. Необхідно розрахувати основу за першим граничним станом.
Рішення. За рис. 12.16 визначаємо: F 1 = 12; F 2 = 8,2; F 3 = 16,8 і приймаємо k eq= 0,2. Ординати епюри граничного тиску під краями підошви стрічкового фундаменту обчислюємо за формулами (12.68) та (12.50):
p 0 = 1 · 12 · 1,2 · 10 4 · 2 + (12 - 1) 0,4 · 10 4 / 0,49 = 45 · 10 4 Н / м 2; p b= 45 · 10 4 + 1 · 1,5 · 10 4 · 6(8,2 - 0,2 · 16,8) = 80,3 · 10 4 Н/м 2 .
Ексцентриситети розрахункового навантаження та епюри граничного тиску знаходимо за формулами (12.62) та (12.63):
м; 
м.
Величина e a < b/6 , отже, підошва фундаменту спирається грунт повністю.
Так як e n < e a, граничний опір основи визначаємо за формулою (12.66):
Н/м.
Приймаємо γ c.eq= 0,8 та за формулою (12.57) остаточно отримуємо:
N a= 104 · 10 4 Н/м< 0,8·248·10 4 /1,2 = 166·10 4 Н/м.
Отже, прийняті з розрахунку на основне поєднання навантажень розміри фундаменту зі значним запасом задовольняють перевірці першого граничного стану при особливому поєднанні навантажень.
Приклад 12.7.Розрахувати несучу здатність основи стовпчастого фундаменту, підошва якого має розміри b= 2,8 м, l= 4,4 м та на глибині d= 1,8 м спирається на основу, складену глинистим грунтом, що має наступні розрахункові характеристики: γ I = 1,63 · 104 Н/м 3 ; φ I = 23 º; c 1 = 1,2 · 10 4 Н/м 2 . Питома вага грунту вище за підошву фундаменту γ" I = 1,55·10 4 Н/м 3 . Основу розраховуємо за першим граничним станом на особливе поєднання навантажень з урахуванням сейсмічності 7 балів. N a = 296 · 10 4 Н, горизонтальне навантаження T= 38 · 10 4 Н і момент Ма= 215 · 10 4 Н · м.
Рішення. За формулою (12.62) визначаємо ексцентриситет розрахункового навантаження:
м.
Умова (12.67) при цьому виконується ( e a < b/3 = 0,93 м), проте є частковий відрив підошви, оскільки e а > b/6 = 0,47 м, тому відповідно до формули (12.68) розрахунок необхідно проводити для умовної ширини фундаменту
b c= 3 (2,8 / 2 - 0,73) = 2,01 м.
За рис. 12.16 та за формулами (12.60) знаходимо:
F 1 = 8,4; F 2 = 5,4; F 3 = 12,7;
ξ q= 1 + 1,5 · 2,01 / 4,4 = 1,69;
ξ c= 1 + 0,3 · 2,01 / 4,4 = 1,14;
γ = 1 - 0,25 · 2,01 / 4,4 = 0,89.
Ординати епюри граничного тиску при k eq= 0,1 обчислюємо за формулами (12.58) та (12.59):
p b= 1,69 · 8,4 · 1,65 · 10 4 · 1,8 + 1,14 (8,4 - 1) 1,2 · 10 4 /0,42 = 65,9 · 10 4 Н/м 2;
p b= 65,9 · 10 4 + 0,89 · 1,63 · 10 4 · 2,01 (5,4 - 0,1 · 12,7) = 77,4 · 10 4 Н/м 2 .
Максимальна напруга під краєм підошви фундаменту за формулою (12.69)
Н/м 2< p b
.
тобто. умова (12.69) виконується.
Знаходимо за формулою (12.63) ексцентриситет епюри граничного тиску:
м.
При e n < e aграничний опір основи обчислюємо за формулою (12.70):
N u.eq= 2,01 · 477,4 · 10 4 /2 = 342 · 10 4 Н.
Приймаючи γ c.eq= 0,8 · 1,15 = 0,92 та γ n= 1,15, отримуємо:
N a= 296 · 10 4 Н > 0,92 · 342 · 10 4 / 1,15 = 274 · 10 4 Н.
Отже, стійкість основи не забезпечена і потрібно збільшити розмір фундаменту.
Приймаємо b= 3 м, залишаючи інші розміри фундаменту колишніми. Тоді
b c= 3 (3/2 - 0,73) = 2,31 м;
ξ q= 1 + 1,5 · 2,31 / 4,4 = 1,79;
ξ c= 1 + 0,3 · 2,31 / 4,4 = 1,16;
ξ γ = 1 - 0,25 · 2,31/4,4 = 0,87;
p 0 = 1,79 · 8,4 · 1,55 · 10 4 · 1,8 + 1,16 (8,4 - 1) 1,2 · 10 4 /0,42 = 68,6 · 10 4 Н/ м 2;
p b= 68,6 · 10 4 + 0,87 · 1,63 · 10 4 · 2,31 (5,4 - 0,1 · 12,7) = 81,4 · 10 4 Н / м 2;
Н/м 2< p b
;
м< e a
N u.eq= 2,31 · 4,4 · 81,4 · 10 4 /2 = 414 · 10 4 Н;
N a= 296 · 10 4 Н< 0,92 · 414 · 10 4 /1,15 = 330 · 10 4 Н.
тобто. у цьому випадку надійність основи достатня.
Примітка. При зміні ширини підошви стовпчастого фундаменту у прикладі розрахунку не враховано деяке зростання вертикального навантаження, так як у цьому випадку воно відносно мало і не призводить до порушення умови (12.57) при ширині підошви 3 м.
При будівництві будівель необхідно:
Фундаменти споруди закладати на одній відмітці (більш рівномірний розподіл сейсмічних сил).
Будівлю ділити на відсіки.
Фундаменти робити монолітними або омонолічувати (перехресні стрічки, суцільні фундаменти).
Палеві фундаменти розраховуватимуть на горизонтальне навантаження. При цьому перевагу мають палі – стійки, а голови паль мають бути надійно загорнуті у ростверк.
Коефіцієнт зниження несучої здатності
Розрахункове сейсмічне навантаження отримують в результаті динамічного розрахунку всієї будівлі на коливання та прикладають у точках розташування мас елементів конструкцій.
При будівництві будівель у сейсмічних районах:
Схема пальового фундаменту із проміжною подушкою
1-фундаментний блок; 2-проміжна подушка; 3-залізобетонні оголовки; 4-залізобетонні палі; 5-поверхня дна котловану
У сейсмічних районах при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні можливе застосування пальових фундаментів із проміжною подушкою із сипучих матеріалів (щебеню, гравію, піску великого та середньої крупності).
Фундамент виконаний у вигляді платформи, що складається з верхньої та нижньої плит з порожнинами, усередині яких розташовані проміжні елементи кулястої форми. Плити встановлені відносно один одного із зазором, а порожнини мають паралельні горизонтальні поверхні в поперечному та поздовжньому напрямках із напівсферичними завершеннями. Між опорною плитою та платформою встановлені амортизатори. Верхні поверхи будівлі забезпечені вантами, закріпленими у вертикальних опорах, на які базуються перекриття, а верхня фундаментна плита забезпечена виступами, виконаними співвісно з пазами опорної плити.
Маятникова ковзна опора (1) призначена для відділення ґрунту (2) основи від споруди (3) при викликаних землетрусом рухах ґрунту (2) основи Опора (1) містить першу опорну плиту (5) ковзання з першою увігнутою поверхнею (5") ковзання, опорний черевик (4), що знаходиться в ковзному контакті з першою поверхнею (5"), а також другу опорну плиту (6) з другою увігнутою поверхнею (6"), яка контактує з опорним черевиком (4). Перша поверхня ковзання (5" ) забезпечує, щонайменше, в одному вимірі стійке положення рівноваги опорного черевика (4), яке він самостійно повертається після відхилення, викликаного впливом зовнішніх сил. Антифрикційний матеріал (9а, 9b) містить пластмасу з пружнопластичними компенсуючими властивостями і з низьким коефіцієнтом тертя, при цьому пластмаса має компенсуючі властивості, що дозволяють компенсувати відхилення 0,5 мм від заданої площини заданої поверхні ковзання (5"). міцності та забезпечення найбільш точного повернення елемента ковзання в рівноважне положення
Опора сейсмостійкої споруди містить опорні частини, одна з яких виконана з можливістю закріплення на опорній плиті споруди, а інша - на фундаменті, причому опорні частини з'єднані між собою за допомогою маятникової тяги. Опорні частини містять кожна ригель, на якому закріплені стійки, вільні кінці яких виконані з можливістю закріплення на опорній плиті споруди або на фундаменті, причому кожен ригель розташований між стійками іншої згаданої опорної частини, при цьому в центральній частині ригеля виконано отвір, через який пропущена маятникова тяга, що є подвійним карданним шарніром Гука, при цьому виходи останнього шарнірно з'єднані кожен з відповідним ригелем з можливістю повороту відносно вертикальної осі.
Віброізолятор для споруд включає шар гуми з арматурою у вигляді виступаючих за габарити шару гуми прямокутних металевих пластин, термічно прикріплених до шару гуми по опорних поверхнях. На центральних ділянках бічних поверхонь шару гуми утворені трапецієподібні заглиблення, з плавними сполученнями прямолінійних і похилих ділянок, при цьому розміри та розташування заглиблень на бічних поверхнях з умови збереження прямокутної форми деформованого віброізолятора.
41. Особливості влаштування стрічкових фундаментів у сейсмічних районах. Схема.
Проектування фундаментів будівель слід виконувати відповідно до вимог нормативних документів на підставах будівель та споруд та пальових фундаментів.
Фундаменти будівель, що будуються на нескельних ґрунтах, повинні, як правило, влаштовуватися на одному рівні. Підвальні поверхи слід передбачати під усім будинком. При розрахунковій сейсмічності 7 та 8 балів допускається влаштування підвалу під частиною будівлі. У цьому слід розташовувати його симетрично щодо основних осей будівлі.
Для будівель вище 12 поверхів пристрій підвалу під усім будинком обов'язково.
При будівництві на нескельних ґрунтах по верху збірних стрічкових фундаментів слід укладати шар розчину марки 100 товщиною не менше 40 мм та поздовжню арматуру діаметром 10 мм у кількості три та чотири стрижні при сейсмічності 7 та 8 балів відповідно. Поздовжні стрижні мають бути з'єднані поперечними з кроком 300-400 мм. У разі виконання стін підвалу зі збірних панелей або монолітними, конструктивно пов'язаними зі стрічковими фундаментами, укладання армованого шару розчину не потрібно.
У районах сейсмічності 9 балів стрічкові фундаменти повинні виконуватися, як правило, монолітними.
У будинках при розрахунковій сейсмічності 9 балів стіни підвалів повинні передбачатися, як правило, монолітними або збірно-монолітними.
42. Стрічкові фундаменти у сейсмічних районах з перепадом висот будівельного майданчика. Схеми.
43. Збірні стрічкові фундаменти у сейсмічних районах. Особливості конструктивних заходів, зумовлених сейсмонебезпекою.
При будівництві на нескельних ґрунтах по верху збірних стрічкових фундаментів слід укладати шар розчину марки 100 товщиною не менше 40 мм та поздовжню арматуру діаметром 10 мм у кількості три та чотири стрижні при сейсмічності 7 та 8 балів відповідно. Поздовжні стрижні мають бути з'єднані поперечними стрижнями з кроком 300-400 мм. У разі виконання стін підвалу зі збірних панелей або монолітними, конструктивно пов'язаними з стрічковими фундаментами, укладання армованого шару розчину не потрібно. перев'язка кладки в кожному ряду, а також у всіх кутах та перетинах на глибину не менше 1/3 висоти блоку; фундаментні блоки слід укладати як безперервної стрічки. Для заповнення швів між блоками слід застосовувати розчин марки не нижче 50. У кожному ряді блоків у місцях кутів, примикань та перетинів встановлювати арматурні сітки із закладом їх на 70 см від місць перетину стін.
При проходженні сейсмічних хвиль фундаменти будівель і споруд можуть зазнавати переміщення відносно один одного, тому рекомендується зводити суцільні плитні фундаменти або фундаменти з перехресних стрічок (рис.4.2, в) в монолітному або збірному варіанті. Для посилення збірних фундаментів обов'язково влаштовуються перев'язування блоків у вузлах та укладання додаткових арматурних сіток. У каркасних будинках допускається застосування окремих фундаментів, які повинні розкріплюватися залізобетонними вставками (рис.4.2, б).
Малюнок 4.2 Конструкції фундаментів в сейсмічно небезпечних районах а - із перехресних стрічок; б - закріплення окремо стоять фундаментів залізобетонними вставками; 1 – зварні сітки; 2 – жирний цементно піщаний розчин.
У статті розповідається про особливості будівництва фундаментів у сейсмічних районах, які вимоги пред'являються до пальових фундаментів у зонах сейсмічного впливу.
Сейсмічні райони – це зони, у яких продовжуються гороосвітні процеси. З інженерної точки зору це райони із силою землетрусу 6 балів та вище.
Кожна точка землі в такому районі зазнає послідовної дії хвиль різного виду, тому коливання грунту при землетрусах носять складний просторовий характер. Через це сейсмічні сили можуть мати будь-який напрямок, бути змінними за швидкістю та величиною.
Будівлі та споруди, розташовані в сейсмічних районах, піддаються впливу особливих факторів, що призводять до появи додаткових зусиль у конструкціях та зміни умов їхньої роботи. Тому для забезпечення їх надійності при проектуванні та будівництві потрібно враховувати силу землетрусу, яку зазвичай оцінюють за загальним руйнівним ефектом. Це стосується як надземних споруд, так і фундаментів.
Розрахунок фундаментів у сейсмічних районах
Фундаментні конструкції та їх підстави розраховуються на основне та особливе поєднання навантажень. Останнім обов'язково включається сейсмічна навантаження, яку отримують при динамічному розрахунку всієї будівлі на коливання і прикладають у точках розташування мас елементів конструкцій.
Динамічний розрахунок враховує:
масу окремих елементів будівлі;
сейсмічність району;
форми власних коливань;
особливості коливання споруди;
тип ґрунту;
конструктивне вирішення споруди;
характер допустимих ушкоджень та дефектів.
Коли отримані сейсмічні навантаження, виконується статичний розрахунок конструкцій будівлі в припущенні спільної дії сейсмічного та статичного навантаження.
Окремі категорії ґрунтів вимагають попереднього штучного покращення до початку будівництва. Так, водонасичені піски розріджуються під час землетрусу і спричиняють провальне осідання будівель, тому їх потрібно попередньо ущільнювати вібруванням).
Глибина закладення фундаменту зростає для будівель підвищеної поверховості (будівництво додаткових підземних поверхів).
Через розтягування та стискування ґрунтів під час землетрусу частини фундаментних конструкцій можуть зміщуватися відносно один одного, тому у випадку з бетоном рекомендується будівництво суцільних плитних фундаментів або безперервних фундаментів з перехресних стрічок. Для пальових фундаментів, що піддаються аналогічному впливу, у СП 24.13330.2011 також передбачено низку рекомендацій.
Палеві фундаменти в умовах сейсмічної дії
При проектуванні пальових фундаментів (у тому числі з гвинтових паль), запланованих до експлуатації в умовах сейсмічного впливу, необхідно враховувати вимоги розділу 12 «Особливості проектування пальових фундаментів у сейсмічних районах» СП 24.13330.2011 «Пальні фундаменти» до сейсмостійкого будівництва.
Згідно з нормативним документом:
заглиблення паль при будівництві в подібних районах має бути не менше ніж 4 м.
ростверк під несучими стінами будівлі в межах одного відсіку має бути безперервним і розташований в одному рівні;
верхні кінці паль повинні бути жорстко загорнуті в ростверк.
Влаштування безростверкових пальових основ неприпустимо.
Вплив сейсмічних впливів працювати пальових фундаментів враховують з допомогою знижувальних коефіцієнтів умов роботи.
Такі конструкції демонструють краще сприйняття всіх типів впливів, завдяки розрахованим на підставі даних про ґрунти відстані між лопатями, конфігурації, кроку та куту нахилу лопатей. Моделювання гвинтової палі виконується в системах автоматизованого проектування, що базуються на методі кінцевих елементів (МКЕ).
