Комбинированные свайно плитные фундаменты в сейсмических районах

11.1.При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах кроме требований настоящих норм следует соблюдать также требования СНиП 11-7-81 *; при этом в дополнение к материалам инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны быть использованы данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.

11.2.Свайные фундаменты зданий и сооружений с учетом сейсмических воздействий должны рассчитываться на особое сочетание нагрузок по предельным состояниям первой группы. При этом необходимо предусматривать:

а) определение несущей способности сваи на сжимающую и выдергивающую нагрузки в соответствии с требованиями разд. 4;

б) проверку устойчивости грунта по условию ограничения давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями свай, в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 1;

в) расчет свай по прочности материала на совместное действие расчетных усилий (продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы), значения которых определяются по указаниям рекомендуемого приложения 1 в зависимости от расчетных значений сейсмических нагрузок.

При указанных в подпунктах «а» — «в» расчетах должны выполняться также требования, приведенные в пп. 11.3 — 11.8.

Примечание. При определении расчетных значений сейсмических нагрузок, действующих на здание или сооружение, высокий свайный ростверк следует рассматривать как каркасный нижний этаж.

11.3.При расчете несущей способности свай на сжимающую или выдергивающую нагрузкуFeq значения Rиfi следует умножить на понижающие коэффициенты условий работы грунта основанияgeq1 и geq2 , приведенные в табл. 18.

Значения Rследует также умножить на коэффициент условий работыgeq3, принимаемый:geq3= 1 при ³3 иgeq3 = 0,9 при< 3, где приведенная длина сваи, определяемая по указаниям рекомендуемого приложения 1.

Кроме того, сопротивление грунта fiна боковой поверхности сваи до расчетной глубиныhd(см. п. 11.4) следует принимать равным нулю.

11.4.Расчетная глубина hdдо которой не учитывается сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, определяется по формуле (40), но принимается не более3/ae:

(40)

где а, a, a безразмерные коэффициенты, равные соответственно 1,5; 0,8 и 0,6 при высоком ростверке и для отдельно стоящей сваи и 1,2; 1,2 и0 — при жесткой заделке сваи в низкий ростверк;

H, M ‑ расчетные значения соответственно горизонтальной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН×м (тc×м), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий;

ae ‑ коэффициент деформации, 1/м, определяемый по рекомендуемому приложению 1;

bp ‑ условная ширина сваи, м, определяемая по рекомендуемому приложению 1;

gI ‑ расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3(тс/м3), определяемое в водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды;

jI, cI ‑ расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кН/м2(тс/м2), принимаемые в соответствии с указаниями пп.3.5 и 11.5.

11.5.Определение расчетной глубины hdпри воздействии сейсмических нагрузок следует производить, принимая значения расчетного угла внутреннего тренияjI уменьшенными для расчетной сейсмичности 7 баллов —на 2°, 8 баллов —на 4°, 9 баллов — на 7°.

11.6.При расчете свайных фундаментов мостов влияние сейсмического воздействия на условия заделки свай в водонасыщенных пылеватых песках, в пылевато-глинистых грунтах с показателем текучестиIL>0,5 следует учитывать путем понижения на 30 % значений коэффициентов пропорциональностиКприведенных для этих грунтов в рекомендуемом приложении 1.

В расчетах несущей способности свай при действии горизонтальной нагрузки следует учитывать кратковременный характер воздействия сейсмической нагрузки путем повышения коэффициента hв формуле (24) рекомендуемого приложения 1. При расчетах однорядных фундаментов на нагрузки, действующие в плоскости, перпендикулярной ряду, значение коэффициентаhувеличивается на 10%, в остальных случаях — на 30 %.

Таблица 18

Расчетная сейсмичность

Коэффициент условий работы geq для корректировки значений R при грунтах

Коэффициент условий работы geq для корректировки значений fi при грунтах

зданий и сооружений, баллы

песчаных плотных

песчаных средней плотности

пылевато-глинистых при показателе текучести

песчаных плотных и средней плотности

пылевато-глинистых при показателе текучести

мало-влаж-ных и влаж­ных

на­сыщенных водой

малов­лажных и влаж­ных

на­сыщенных водой

IL < 0

0 £ IL £ 0,5

малов­лажных и влаж­ных

на­сыщенных водой

IL < 0

0 £ IL < 0,75

0,75 £ IL < 1

1

0,9

0,95

0,8

1

0,95

0,9

0,95

0,85

0,75

0,9

0,8

0,85

0,7

0,95

0,9

0,8

0,9

0,8

0,7

0,8

0,7

0,75

0,9

0,85

0,7

0,85

0,7

0,8

Примечания: 1. Значения geqиgeq, указанные над чертой, относятся к забивным сваям, под чертой — к набивным.

2. Значения коэффициентов geqиgeqследует умножать на 0,85, 1,0 или 1,15 для зданий и сооружений, возводимых в районах с повторяемостью 1, 2, 3 соответственно (кроме транспортных и гидротехнических).

3. Определение несущей способности свай-стоек, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты, производится без введения дополнительных коэффициентов условий работы geqи geq.

11.7.Несущая способность сваи FeqкН (тс), работающей на вертикальную сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам полевых испытаний должна определяться с учетом сейсмических воздействий по формуле

Feq = keq Fd (41)

где keq— коэффициент, учитывающий снижение несущей способности сваи при сейсмических воздействиях, определяемый расчетом как отношение значения несущей способности сваи, вычисленного в соответствии с указаниями пп. 11.2—11.4 с учетом сейсмических воздействий, и значения несущей способности сваи, определенной согласно требованиям разд. 4, без учета сейсмических воздействий;

Fdнесущая способность сваи, кН (тс), определенная по результатам статических или динамических испытаний либо по данным статического зондирования грунта в соответствии с указаниями разд. 5 (без учета сейсмических воздействий).

11.8.Расчет свай в просадочных и набухающих грунтах на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий должен производиться при природной влажности, если замачивание грунта невозможно, и при полностью водонасыщенном грунте, имеющем показатель текучести, определяемый по формуле (31), если замачивание грунта возможно; при этом определение несущей способности свай в грунтовых условиях II типа по просадочности производится без учета возможности развития отрицательных сил трения грунта.

Примечание. Расчет свай на сейсмические воздействия не исключает необходимости выполнения их расчета в соответствии с разд. 8—10.

11.9.Для свайных фундаментов в сейсмических районах следует применять сваи всех видов, кроме свай без поперечного армирования и булавовидных.

Применение буронабивных свай допускается только в устойчивых грунтах, не требующих закрепления стенок скважин, при этом диаметр свай должен быть не менее 40 см, а отношение длины сваи к ее диаметру — не более 25.

Примечание.Как исключение допускается прорезка водонасыщенных грунтов набивными и буровыми сваями с применением извлекаемых обсадных труб.

11.10.При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах опирание конца свай следует предусматривать на скальные, крупнообломочные, плотные и средней плотности песчаные и пылевато-глинистые грунты с показателем текучестиIL£ 0,5.

Опирание нижних концов свай на рыхлые водонасыщенные пески, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL >0,5 не допускается.

11.11.Заглубление в грунт свай в сейсмических районах должно быть не менее 4 м, а при наличии в основании нижних концов свай водонасыщенных песчаных грунтов средней плотности — не менее 8 м. Допускается уменьшение заглубления свай при соответствующем обосновании, полученном в результате полевых испытаний свай имитированными сейсмическими воздействиями.

Для одноэтажных сельскохозяйственных зданий, не содержащих ценного оборудования, и в случае опирания свай на скальные грунты их заглубление в грунт принимается таким же, как в несейсмических районах.

11.12.Ростверк свайного фундамента под несущими стенами здания в пределах отсека должен быть непрерывным и расположенным в одном уровне. Верхние концы свай должны быть заделаны в ростверк на глубину, определяемую расчетом, учитывающим сейсмические нагрузки.

Устройство безростверковых свайных фундаментов зданий и сооружений не допускается.

11.13.При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применять свайные фундаменты с промежуточной подушкой из сыпучих материалов (щебня, гравия, песка крупного и средней крупности). Такие фундаменты не следует применять в биогенных грунтах, просадочных грунтах II типа, на подрабатываемых территориях, геологически неустойчивых площадках (на которых имеются или могут возникать оползни, сели, карсты и т.п.) и на площадках, сложенных нестабилизированными грунтами.

Для свайных фундаментов с промежуточной подушкой следует применять такие же виды свай, как и в несейсмических районах.

11.14.Расчет свай, входящих в состав свайного фундамента с промежуточной подушкой, на горизонтальные нагрузки не производится. Несущую способность таких свай, работающих на сжимающую нагрузку с учетом сейсмических воздействий, следует определять в соответствии с требованиями п. 11.3; при этом сопротивление грунта необходимо учитывать вдоль всей боковой поверхности сваи, т.е. hd = 0, а коэффициент условий работы нижнего конца сваи при сейсмических воздействияхgeq= 1,2.

11.15.При расчете свайных фундаментов с промежуточной подушкой по деформациям осадку фундамента следует вычислять как сумму осадки условного фундамента, определяемой в соответствии с требованиями разд. 6, и осадки промежуточной подушки.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых сооружений на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью. Способ строительства свайно-плитного фундамента включает погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты. При строительстве в сейсмических районах сваи погружают разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными. Арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования. До бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения, и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора. Технический результат состоит в расширении технологических возможностей за счет повышения восприятия плитой доли нагрузки, передаваемой от сооружения на фундамент, и снижении его осадки. 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых сооружений на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью.

В соответствии с рекомендациями СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», с.30, п.7.4.10 длину буронабивных свай при их диаметре от 0,8 до 1,2 м и расстоянии между осями свай 5d-7d и более, принимают от 0,5 до b, где b — ширина фундамента. При расчетах осадок таких фундаментов, рассматривая совместно жесткость свай и плиты, приблизительно принимают, что на сваи передается 85% общей нагрузки на фундамент, на плиту 15%.

Для увеличения доли нагрузки, приходящейся на плиту, необходимо обеспечить различную величину осадок плиты и плитно-свайного фундамента. Это возможно, если взаимодействие плиты и свай начнется после того, как плита претерпит определенную осадку.

Известен способ строительства фундамента резервуара (Патент РФ №2209884 С1, Е02D 27/38, Бюл.22, 2003), в котором проходят скважины для буронабивных свай и заполняют их бетоном, оставляя их верхнюю часть незаполненной, затем устанавливают арматурные каркасы и трубы-гильзы, которые фиксируют с помощью арматуры ростверка над скважинами, и затем после проведения гидроиспытаний и выравнивания крена (если он появится) через трубы-гильзы подают бетон для заполнения верхних частей скважин и включения в работу буронабивных свай.

Недостатком известного способа является возможность заполнения бетоном скважин, расположенных хотя бы частью своего диаметра за пределами пятна надземной постройки. При регулярной сетке размещения буронабивных свай под зданием это не удается.

Известно изобретение SU №1102857, Бюл. №26, 1984, взятое авторами за прототип, включающее погружение свай с объединением голов свай ростверком в виде плиты.

Недостатком этого изобретения является затруднение его применения в сейсмических районах, за счет отсутствия жесткой связи между сваями и ростверком, что снижает устойчивость фундамента при динамических воздействиях.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения восприятия плитой доли нагрузки, передаваемой от сооружения на фундамент, и снижение его осадки.

Поставленная задача достигается тем, что в способе строительства свайно-плитных фундаментов, включающем погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты, в сейсмических районах выполняют сваи разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными, при этом арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования, а до бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения, и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора.

За счет осадки плиты с короткими сваями произойдет обжатие грунта основания, и на плиту будет передаваться существенно большая, чем 15%, часть нагрузки.

Длинные сваи, размещенные под несущими стенами, ограничивают боковые перемещения сжатого грунта основания, уменьшая осадку сооружения. На с.38 книги «Основания и фундаменты резервуаров» (авторы Иванов Ю.К., Коновалов П.А., Мангушев Р.А, Сотников С.Н., М., Стройиздат, 1989) отмечено: «Анализ результатов наблюдений за развитием горизонтальных перемещений оснований на глубине……свидетельствует о концентрации основной части перемещений на глубине 0,13-0,2D под вертикальной стенкой. Принимая во внимание данное обстоятельство, следует учитывать, что глубина кольцевой обоймы……не должна превышать 0,3D резервуара». Следовательно, основные сваи должны быть не менее, чем на 0,2b длиннее коротких, где b — ширина плиты ростверка. Несущая способность плиты с короткими сваями определяется как функция перемещения и модуля деформации грунта и уточняется по результатам измерения осадок в процессе строительства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан фрагмент сечения строительной площадки, на фиг.2 сечение площадки после частичной осадки плиты.

Способ строительства свайно-плитных фундаментов в сейсмических районах осуществляется следующим образом.

Возведение фундамента после подготовки поверхности площадки проводится в несколько этапов. На первом этапе выполняются сваи 2, 3. Основные сваи 2, расположенные по осям продольных и поперечных несущих стен, выступают над отметкой низа ростверка в виде плиты 1 на 0,5d, где d — диаметр круглой или сторона квадратной сваи. На оголовки 4 выполненных свай 2 надевают элементы 5, выполненные в виде перевернутых стаканов. От верхней грани головы сваи 4 до грани элемента 5 устанавливают зазор 6, равный половине допустимой для возводимого сооружения осадки. На верхнюю торцевую плоскость сваи 2 укладывается слой пенополистирола, равный величине зазора 6, выполняющий функцию компенсатора и замедлителя передачи основной части нагрузки на сваи. Оголенную арматуру коротких свай 3 заводят в тело ростверка в виде плиты 1 на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после бетонирования. На следующем этапе устанавливают опалубку ростверка в виде плиты 1 с последующим бетонированием. Затем устанавливают марки для наблюдения за осадками плиты. Возводят сооружение, отмечая, при какой нагрузке плита начнет передавать усилия на основные сваи 2.

На начальном этапе короткие сваи 3 оседают вместе с ростверком в виде плиты 1, уплотняя грунт основания и увеличивая при этом процент воспринимаемых плитной частью свайно-плитного фундамента 1 напряжений от здания 7. Длинные сваи 2 уменьшают осадку сооружения, сокращая горизонтальные перемещения грунта.

Способ строительства свайно-плитного фундамента, включающий погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты, отличающийся тем, что при строительстве в сейсмических районах сваи погружают разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными, при этом арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования, а до бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора.

§ 66. Особенности конструирования и расчета фундаментов в сейсмических районах

Основания и фундаменты мостов в сейсмических районах проектируют, руководствуясь указаниями СНиП II-7-81, СНиП 2.02.03—85 и СНиП П-18-76. Наибольшая вероятная сила землетрясения в районе или в местах возведения любых зданий и сооружений, включая мосты, выраженная в баллах, принимается по приведенным в СНиП II-7-81 картам сейсмического районирования территории СССР или списку основных населенных пунктов СССР, расположенных в сейсмических районах. Указанная на картах сейсмичность относится к равнинным участкам со средними геологическими условиями, характеризуемыми залеганием с поверхности большой толщи слабовлажных суглинков, и низким (глубже 10 м от естественной поверхности грунта) уровнем подземных вод .
После определения сейсмичности района строительства по картам сейсмического районирования или списку населенных пунктов устанавливают на основе карт сейсмического микрорайонирования или по материалам общих инженерно-геологических изысканий уточненную сейсмичность площадки строительства. Сейсмичность площадки строительства моста принимают, как правило, единой на всем ее протяжении. Однако в некоторых случаях инженерно-геологические условия площадки могут резко различаться по длине сооружения. Например, условия в русле реки отличаются от условий на ее поймах. В таких случаях сооружение следует проектировать с учетом более сильного сейсмического воздействия.
Принятая сейсмичность площадки строительства характеризует максимальную силу возможного землетрясения в ее пределах независимо от назначения и степени ответственности сооружения. Однако экономически неоправданно в условиях одинаковой сейсмичности проектировать разные здания и сооружения в расчете на землетрясения одной и той же силы. Очевидно, степень гарантии безопасности зданий и сооружений должна зависеть от их назначения, капитальности, срока надежной эксплуатации, опасности последствий разрушения и размера вызванных этим убытков. Для возможности учета этих требований в действующих нормах введено понятие расчетной сейсмичности сооружения, или, кратко, расчетной сейсмичности.
Поскольку размещение мостов предопределено местами пересечения трассы дороги с водотоками, логами, другими дорогами и не может быть существенно изменено, то практически отпадает возможность выбора более благоприятных по геологическим условиям площадок для возведения мостов, а необходимую сейсмостойкость мостов и в первую очередь опор приходится обеспечивать путем правильного выбора оснований, фундаментов и надфундаментной части опор, а также схемы и конструкции моста в целом.

В обеспечении сейсмостойкости фундаментов первостепенное значение имеет правильный выбор несущего пласта грунтов. Наилучшими грунтами несущего пласта считаются скальные, крупнообломочные и песчаные грунты, твердые и полутвердые глины, а также любые вечно-мерзлые грунты, используемые по принципу I. Такие грунты мало изменяют показатели своих механических свойств при сейсмическом воздействии как в условиях отсутствия воды, так и при ее наличии.
Водонасыщенные рыхлые, а также средней плотности сложения пески при совместном воздействии нагрузки от сооружения и землетрясения легко уплотняются из-за перехода их частиц из неустойчивого равновесия в более устойчивое. При этом, а также вследствие уменьшения трения между частицами они сближаются, вытесняя воду из пор. Отжимаемая из пор вода стремится уйти в сторону наименьшего сопротивления, увлекая за собой частицы грунта, в результате чего происходит разжижение песков, а иногда и их выпор с потерей устойчивости основания. Внезапное разжижение водонасыщенных песков бывает крайне редко. Однако известны случаи, приводившие к полному разрушению мостов, зданий и сооружений.
Разрушаются подтопленные песчаные насыпи, когда происходит внезапное разжижение грунта, например, под влиянием сотрясений от проходившего поезда, производства поблизости взрывных работ или других аналогичных причин.
Особенно неблагоприятны для оснований намытые под водой пески или насыпные грунты ввиду их высокой пористости.
Повышение плотности сложения песков при сейсмическом воздействии приводит к значительным не предусмотренным в проектах мостов осадкам основания фундамента, а иногда к появлению сил негативного трения по боковой поверхности фундаментов, создающих дополнительную, не учитываемую в расчетах, нагрузку на основание.
Глинистые грунты при сейсмическом воздействии уплотняются значительно меньше, чем песчаные, так как отжатие воды из пор между глинистыми частицами происходит медленнее, чем у песков.
С увеличением размера поперечного сечения свай затрудняется возможность вдавливания (внедрения) их низа в несущий пласт, особенно если он состоит из водонасыщенных средней плотности сложения песков или туго-пластичных глинистых грунтов, поэтому при равных условиях для фундаментов на таких грунтах предпочтительнее оболочки либо столбы с уширенной пятой или без нее.
Под воздействием сейсмической силы происходит отлипание (отслаивание) грунта от боковой поверхности фундаментов или элементов на некоторую глубину от поверхности грунта, причем тем большую, чем меньше их гибкость и выше сейсмичность. Вследствие отлипания грунта в пределах верхней части элементов или фундаментов исключаются силы трения грунта о их боковую поверхность.
С увеличением глубины повышается природная плотность сложения грунтов и существенно затухают силы сейсмического воздействия, поэтому при увеличении глубины заложения фундаментов при прочих равных условиях повышается их сейсмостойкость.

Основания

Фундаменты при сейсмических воздействиях

var begun_auto_colors = new Array(); var begun_auto_fonts_size = new Array(); begun_auto_pad = 93521562; // идентификатор площадки begun_auto_limit = 3; // число объявлений выводимых на площадке begun_auto_width = 350; // ширина блока объявлений. begun_auto_colors = ‘#000080’; // цвет ссылки объявлений begun_auto_colors = ‘#000000’; // цвет текста объявления begun_auto_colors = ‘#191970’; // цвет домена объявления begun_auto_colors = ‘#FFFFFF’; // цвет фона блока объявлений begun_auto_fonts_size = ’11pt’; // р-мер шрифта ссылки объявлений begun_auto_fonts_size = ’10pt’; // р-мер шрифта текста объявления begun_auto_fonts_size = ’10pt’; // р-мер шрифта домена объявления begun_auto_fonts_size = ‘8pt’; // р-мер шрифта заглушки begun_block_type = ‘Vertical’; // тип блока begun

Здания из металлоконструкций Проектирование, изготовление, монтаж объектов любой сложности www.r-kompleks.ru • Екатеринбург

Во «Внуково» приземлился. Внештатная ситуация произошла в столичном аэропорту Внуково. Там. news.rambler.ru • 1 час

Как не испортить праздник. Праздники существуют не для того, чтобы люди отдыхали. А для того. www.top4man.ru

Сейсмическими явлениями или землетрясениями называют колебательные движения земной коры в результате проявления внутренних сил земли. Землетрясения вызывают колебания зданий и сооружений и появление сил инерции. Колебания и силы инерции называют сейсмическими‘воздействиями.

Следствием сейсмических воздействий являются деформации и перемещения отдельных конструкций, а также частичное или полное разрушение зданий. Сейсмические воздействия учитываются при 7…9 баллах. При 10 баллах строительство разрешается в исключительных случаях со специальным обоснованием.

Балл сейсмичности для данного типа здания устанавливается по району строительства с учетом дополнительного микрорайонирования, выполняемого на основании специфики инженерно-геологических условий на строительной площадке.

Расчет фундаментных конструкций и их оснований выполняют на основное и особое сочетание нагрузок, причем в последнее обязательно включается сейсмическая нагрузка. Расчетную сейсмическую нагрузку получают в результате динамического расчета всего здания на колебания и прикладывают в точках расположения масс элементов конструкций.

При динамическом расчете учитывают массу отдельных элементов здания, сейсмичность района, формы собственных колебаний, особенности колебаний сооружения, тип грунтовых условий, конструктивное решение сооружения и характер допускаемых повреждений и дефектов. После получения сейсмических нагрузок на основании принципа Даламбера проводят статический расчет конструкций здания в предположении совместного действия сейсмической и статической нагрузки.

При проектировании и строительстве в сейсмических районах глубину заложения фундаментов в грунтах I и II категорий назначают как для несейсмических районов, но не менее 1 м; грунты III категории требуют предварительного искусственного улучшения.

Фундаменты зданий и их отдельных отсеков рекомендуется закладывать на одном уровне во избежание изменения частоты собственных колебаний. В зданиях повышенной этажности следует увеличивать глубину заложения с помощью устройства дополнительных подземных этажей.

При прохождении сейсмических волн поверхность грунта может испытывать растяжение и сжатие в различных направлениях, что может вызвать подвижку фундаментов относительно друг друга, поэтому для исключения подвижки и устойчивости фундаментов рекомендуется возводить сплошные плитные фундаменты или непрерывные фундаменты из перекрестных лент (рис. 14.3, а), устраиваемых в сборном или монолитном варианте. Для усиления сборных фундаментов по верху подушки укладывают арматурные сетки и устраивают перевязку блоков в углах и пересечениях, а при сейсмичности 9 баллов армируют все сопряжения стен подвалов. Фундаменты каркасных зданий допускается устанавливать на отдельные фундаменты, которые соединяются друг с другом железобетонными вставками (рис. 14.3, б).

При использовании свайных фундаментов необходима жесткая заделка свай в непрерывный ростверк для воспринятая горизонтальных усилий, возникающих при землетрясениях, при этом следует стремиться опирать нижние концы свай на плотные грунты. Влияние сейсмических воздействий на работу свайных фундаментов учитывают с помощью понижающих коэффициентов условий работы, при расчете несущей способности основания по боковой поверхности и под острием сваи.

Рис. 14.3. Схемы фундаментов в сейсмических районах

Самыми неблагоприятными основаниями являются водонасыщенные пески. способные разжижаться в условиях сейсмических воздействий и приводить к провальным осадкам зданий, поэтому их следует использовать в качестве оснований только после предварительного уплотнения вибрированием, песчаными сваями или каким-либо другим способом.

Проектирование и устройство фундаментов с учетом сейсмических воздействий гарантируют сохранность сооружения при условии, если и надземная часть здания возведена с учетом данных воздействий.

Статьи по теме :
Основания под фундаменты зданий и сооружений
Техника безопасности при производстве бетонных работ
Фундаменты под промышленное оборудование
Фундаменты специальных сооружений
Фундаменты промышленных зданий
Основания и фундаменты
Методы усиления оснований и фундаментов при реконструкции сооружений
Методы расчета фундаментов на динамические воздействия от промышленного и хозяйственного оборудования
Устройство фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Фундаменты на засоленных грунтах и подрабатываемых территориях

Расчет фундаментов в сейсмичных районах

Доброе утро. Проблема. Необходимо сделать расчет в сейсмичном районе в 9 баллов при набухающих и просадочных (Iтип) грунтах. Проблема заключается в сборе нагрузок на особое сочетание, а конкретно сейсмической нагрузке. Подскажите в какой лучше программе это делать.

На своем опыте могу сообщить следующее:
1. В зависимости от назначения сооружения, особое внимание надо обратить на структуру (пигог) грунтов основания и выполнить необходимые мероприятия по устранению (уменьшению) влияния неблагоприятных факторов.
2. Я полагаю, что Вас интересуют фундаменты. т.е. расчет фундаментов на заданные нагрузки, а последние пока неизвестны? Замечу, что в зависимости от типа фундаментов, применяются и соответствующие методики расчета (для плитных, для столбчатых, ребристых и т.д.).
Еще: согласно СНиП расчет выполняется на основное и особое сочетание. Если с основным сочетанием более-менее вопрос решается ручками, то особое сочетание требует особого подхода, с учетом совместной работы О-Ф-З (на форуме куча сообщений. ).
3. Какие программы это решают? Многие: от АНСИСА до BASE. (то же много сообщений на форуме).
4. Вопросы на форум лучше выставлять более конкретно с акцентированием проблемы, своего мнения и выводов (собственных), т.е. наполовину ответ знать. , иначе — никто интерес не возбудится.

__________________
В поисках истины приходится напрягаться

идет проектирование ОРУ. все оборудование устанавливается на металлических стойках, нагрузка не большая,но высота от 3-х и более метров. предполагались изначально столбчатые фундаменты, но так как строители умудрились напортачить на площадке(срезали плодородный слой где-то 3 м и засыпали непонятным мелким песком, совсем не строительным. Это привело сейчас к определенным проблемам). программа Фундамент есть, возможность учета набухающих грунтов и просадочных, а также учет сейсмики возможен. основной вопрос скорее всего заключается в расчете сейсмической нагрузки..

Сейсмическую нагрузку для каркасных зданий можно (приближенно) посчитать и ручками. S=5*Q*0.2 *K1*K2, где 5 = этта*бетта. Это максиммум, который может быть. Т.е. полученная S — суммарная горизонтальная сила на все колонны (стойки). Как перейти к моментам по обрезу — это тоже решаемо, но лучше это проделать в серьезной программе (ЛИРА, СКАД и пр.), учитывающие достаточный спектр нюансов расчетной схемы.
Удачи!

__________________
В поисках истины приходится напрягаться

Спасибо огромное. СКАД есть. опробуем.

Расчеты и конструирование. А также прочая лабуда

Сейсмика в Scade или LIRA без проблем.
После расчета необходимо взять несколько (min 2) РСУ- основное и особое (там где сейсмика).
Отдельно провести расчет по каждому РСУ в отдельности и выбрать худший вариант. Удачи.

__________________
Лучше с умным потерять, чем с дураком приобрести.

Источники: Комментариев пока нет!

§ 65. Общие сведения о сейсмических воздействиях

Сейсмическая активность земли проявляется на обширной части СССР. Общая площадь районов, подверженных землетрясениям, составляет около 28% территории страны.

Подавляющее большинство землетрясений возникает в результате тектонических процессов. Такие землетрясения наиболее часты (90% всех землетрясений) и достигают значительной силы. Происходящие вблизи действующих вулканов землетрясения охватывают небольшие территории. Они намного слабее тектонических. Еще меньшей силой обладают местные землетрясения, возникающие в результате горных обвалов, оползней, провалов карстовых   полостей,   шахтных   и   других   выработок.

Землетрясения возникают, как правило, в определенных зонах (сейсмических), где продолжаются горообразовательные процессы. В этих зонах земная кора расчленена тектоническими разломами на отдельные массивы, испытывающие интенсивные взаимные смещения. Вызванные ими нарушения происходят по существующим или по вновь образовавшимся разломам.

Находящаяся в глубине земли область нарушения коры является очагом (гипоцентром) землетрясения. Проекция этого очага из центра земли на ее поверхность называется эпицентром землетрясения. Очаги обычно имеют вытянутую вдоль разломов форму. Их размеры изменяются от нескольких метров до десятков километров и в основном предопределяют силу землетрясения. При разрушительных землетрясениях очаги в большинстве случаев располагаются в толще земной» коры на глубине 10—50 км и более от ее поверхности.

В районе землетрясения каждая точка земли испытывает последовательное воздействие волн разного вида, поэтому колебания грунта при землетрясениях носят сложный пространственный характер. Из-за этого сейсмические силы могут иметь любое направление в пространстве и к тому же быть переменными по направлению, скорости и величине.

Продолжительность сейсмического импульса и вызываемых им колебаний грунта измеряется десятками секунд, а иногда несколькими минутами. Наиболее опасное воздействие землетрясения происходит в первые 20—40 с, чаще всего с первым мощным импульсом и следующим за ним сейсмическим колебанием грунта.

Для обеспечения достаточной надежности зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, прежде всего необходимо знать силу землетрясения, которую обычно оценивают по общему разрушительному эффекту, характеризуемому сейсмическими баллами по соответствующей шкале.

Известно много сейсмических шкал, предложенных в разных странах и в разные годы. В СССР с 1952 г. принята 12-балльная сейсмическая шкала (ГОСТ 6249—52), составленная на основе разработок Института физики Земли АН СССР. В качестве классификационных признаков для оценки силы землетрясения в этой шкале приняты: степень повреждения и число поврежденных зданий разных типов; остаточные явления в грунтах и изменение режима подземных вод; прочие признаки (поведение домашних животных, ощущения людей). Кроме этого, каждый балл землетрясения характеризуют определенным диапазоном относительных смещений маятника стандартного сейсмометра и соответствующим ускорением смещения грунта.

С инженерной точки зрения к сейсмическим районам относят районы с силой землетрясения б баллов и выше. На территории СССР землетрясения 10 баллов и выше происходят крайне редко, поэтому в отечественном сейсмостойком строительстве учитывают землетрясения в диапазоне 6—9 баллов.

При характеристике степени повреждения и разрушения частей зданий под легкими повреждениями подразумевают тонкие трещины в штукатурке, кладке печей и т. п.; под значительными повреждениями — трещины в штукатурке и откалывание ее кусков, тонкие трещины в стенах, повреждения дымовых труб отопительных печей и т. п.; под разрушениями — большие трещины в стенах, расслоение каменной кладки, обрушение отдельных участков стен, падение карнизов и парапетов, обвалы штукатурки, падение дымовых труб отопительных печей и т. п.; под обвалами — полное или частичное обрушение стен, перекрытий и т. п.

Здания и сооружения, расположенные в сейсмических районах, подвергаются во время землетрясений воздействию особых факторов, приводящих к появлению дополнительных усилий в конструкции и к изменению условий ее работы. Совокупность этих факторов, вызывающих повреждения сооружений, называют сейсмическим воздействием. Повреждения дорог и дорожных сооружений наблюдаются при силе землетрясения 7 баллов и выше.

Ликвидация сейсмических повреждений земляного полотна, верхнего строения пути или покрытия производится сравнительно простыми техническими средствами и восстановление этих элементов дорог не требует длительного времени. Повреждения мостов и тоннелей приводят к продолжительным перерывам в движении, так как их восстановление связано с необходимостью выполнения длительных и трудоемких работ. По этой причине в нормах сейсмостойкого строительства многих стран для мостов и некоторых других дорожных сооружений предусмотрены повышенные гарантии сейсмостойкости.

Анализ последствий землетрясений показывает, что повреждения мостов происходят вследствие смещения или повреждения пролетных строений либо повреждения опор или же тех и других одновременно. Повреждения опор мостов можно подразделить на две группы: перемещения опор относительно первоначального положения (сдвиги, осадки, наклоны, опрокидывание); нарушения целостности конструкции опор (трещины, разломы, раскрытие швов и т. д.). Повреждения обоих видов нередко возникают одновременно.

Наиболее характерным повреждением устоев является их скольжение (сдвиг) в сторону пролета, часто сопровождаемое их наклоном и осадкой. Такие повреждения весьма распространены, особенно при наличии вокруг фундаментов устоев слабых глинистых грунтов; в единичных случаях деформации устоев могут происходить при землетрясениях силой от 7 баллов. Повреждения устоев являются следствием воздействия увеличившегося давления на них грунта со стороны насыпи, инерционных сил от пролетных строений и самих устоев, а иногда и в результате скольжения наклонно залегающих пластов берегового массива в сторону водотока. Перемещения устоев в сторону пролета часто бывают значительными и могут привести к полному разрушению мостов.

Характерными повреждениями промежуточных опор являются их осадки и наклоны, а иногда горизонтальные перемещения. Отмечены случаи поднятия опор относительно первоначального положения, а также их поворота в горизонтальной плоскости. Осадки и наклоны опор в большинстве случаев наблюдаются при фундаментах мелкого заложения, а также фундаментах из висячих свай, заглубленных в мелкие или пылеватые водонасыщенные пески средней плотности сложения, текучепластичные и текучие супеси, суглинки и глины. При землетрясении 9 баллов и более деформации опор достигают больших величин и являются массовыми. Установлено, что в общем случае осадки и наклоны опор уменьшаются с увеличением глубины заложения фундаментов и размеров их подошвы.

В результате землетрясения 1923 г. в Японии опоры одного моста с фундаментами мелкого заложения на песке осели на 0,5—1,5 м. При этом же землетрясении отмечены осадки фундаментов из висячих деревянных свай до 1,2 м.

В безростверковых опорах при землетрясении возникают трещины в ригелях и местах примыкания стоек к ригелю. В свайных фундаментах с высоким ростверком возникают повреждения в виде горизонтальных или косых трещин в сваях; вблизи заделки свай в ростверк раздробляется бетон, выпучиваются сжатые стержни арматуры.

Анализ характера сейсмических повреждений мостов показывает, что они являются следствием воздействия комплекса факторов, из которых наиболее важны следующие: 1) горизонтальные силы инерции (сейсмические силы), возникающие при колебательных движениях масс сооружения под воздействием колебаний грунтового основания. Эти силы в большинстве случаев считаются основной причиной повреждения сооружений; 2) вертикальные силы инерции (сейсмические силы), вызванные вертикальной составляющей сейсмических колебаний грунта. Эти силы незначительны по сравнению с основными вертикальными нагрузками сооружения, поэтому они редко являются непосредственной причиной повреждения сооружений. Однако такие силы уменьшают запасы устойчивости фундаментов опор против сдвига и опрокидывания; 3) сейсмическое горизонтальное давление грунта на устои мостов; 4) сейсмическое (гидродинамическое) давление воды на промежуточные опоры мостов; 5) значительное снижение несущей способности грунтов, особенно водонасыщенных рыхлых песков и текучих и текуче-пластичных глинистых грунтов. Из-за этого происходят большие осадки и наклоны опор мостов; 6) остаточные деформации природного рельефа в виде оползней, обвалов и т. п.; 7) смещения по плоскостям тектонических нарушений, приводящие к образованию сбросов и сдвигов.

Следует отметить, что большей частью повреждение сооружений происходит в результате одновременного воздействия нескольких из перечисленных причин.

  • § 66. Особенности конструирования и расчета фундаментов в сейсмических районах
  • Сейсмостойкость фундаментов мостов