Конструирование опорных плит ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны

КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНЫХ ПЛИТ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С ЛОМАНЫМ ОЧЕРТАНИЕМ КРАЕВОЙ ЗОНЫ

DESIGNING OF BASIC PLATES OF THE TAPE BASES WITH THE BROKEN OUTLINE OF THE REGIONAL ZONE

С. И. Евтушенко, Т. А. Крахмальный S. I. Evtushenko, T. A. Krahmalnyj

ГОУ ВПО ЮРГТУ

В статье приводится разработанная авторами номенклатура опорных блоков ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны, аналогичная ГОСТ 13580-85 и программа по расчету требуемой ширины фундамента.

In article the nomenclature of basic blocks of the tape bases developed by authors with a broken outline of the regional zone, similar to GOST 13580-85 and the program by calculation of the demanded width of the base is resulted.

Совершенствование сборных ленточных фундаментов за счет учета особенностей работы основания - перспективная задача в области фундаментостроения на сегодняшний день.

В этой связи актуальной является задача разработки и расчет новых конструкций сборных ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны, которые более полно используют несущую способность основания. Целью разработки новых типов фундаментов являлось снижение их стоимости и увеличение несущей способности, на основе экспериментального изучения их работы на моделях.

Авторами разработаны и защищены патентами на полезные модели четыре модели сборных ленточных фундаментов, более полно использующих несущую способность песчаного основания [1-4]: а) Конструкция из квадратных опорных плит, установленных под углом 45°; б) Конструкция с ломаным очертанием опорной плиты (внутренний угол 600); в) Конструк-ция с ломаным очертанием опорной плиты (внутренний угол 900); г) Конструкция с раздвижкой опорных плит перпендикулярно продольной оси фундамента; д) Конструкция с поворотом опорных плит.

В проведенных исследованиях сравнивалась несущая способность песчаного основания и осадка моделей при изменении конфигурации краевой зоны подошвы, выполнялись расчеты по армированию конструкций.

В качестве примера приведем полученную на основе расчетов следующую схему армирования железобетонной опорной плиты с ломаным очертанием краевой зоны (рис. 1).

В продольном направлении плита армируется конструктивно стержнями 010 AIII. В поперечном направлении плита армируется стержнями 012 AIII. Соединение арматурных стержней выполняется в местах стыка сваркой или вязальной проволокой.

5/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

На основе вышеизложенных предложений по конструированию опорной плиты с ломаным очертанием краевой зоны, авторами предлагается номенклатура элементов, составленная по примеру ГОСТ 13580-85, которая может быть использована для стандартизации плит с треугольными вырезами (извлечения из номенклатуры приведены в табл.1). Содержание табл. 1 поясняется рис.2.

240 „ 480

ляп

ляп

480 240

Рис 1. Схема армирования фундаментного блока

V V V V V

ь

Рис. 2. Общий вид фундаментной плиты с ломаным очертанием краевой зоны

В номенклатуре сборных опорных плит с ломаным очертанием краевой зоны приведены вариации плит по ширине от 1,2 до 1,8 м и по длине от 1,75 м до 3,5 м. А также приведено варьирование по высоте крупных опорных плит от 0,3 до 0,4 м. Полный текст номенклатуры сборных опорных плит с ломаным очертанием краевой зоны приведен в монографии авторов [5]. Для большинства сборных опорных фундаментных плит, представленных в табл. 1, изготовление специальной опалубки не требуется, так как возможно применение опалубки для прямоугольных плит по ГОСТ 13580-85, уже имеющихся на заводах железобетонных изделий. Для этого в имеющуюся опалубку

а

а

устанавливают специальные вкладыши, по размерам треугольных вырезов. В остальных случаях требуется изготовление специальной опалубки с ломаным очертанием краевой зоны.

Таблица 1 - Номенклатура фундаментных плит с ломаным очертанием краевой зоны

Марка Основные размеры Диаметр Расход Масса

плиты арматуры материала плиты.

и ь, а, И, Прод. Попер. Сталь, Бетон, т

мм мм мм мм кг м3

ФПЛ-09.17-1 10 АШ 10 АШ 14,16

ФПЛ-09.17-1 1680 900 300 300 10 АШ 12 АШ 17,76 0,27 0,68

ФПЛ-09.17-1 12 АШ 12 АШ 20,38

ФПЛ-09.17-1 12 АШ 14 АШ 24,59

РПЛ-09.20.5-1 2030 900 300 300 10 АШ 10 АШ 17,0 0,33 0,82

ФПЛ-09.24-1 2380 900 300 300 10 АШ 10 АШ 19,82 0,38 0,96

ФПЛ-12.14-1 1380 1200 300 300 10 АШ 10 АШ 9,63 0,35 0,88

РПЛ-12.17,5-1 1730 1200 300 300 10 АШ 10 АШ 12,1 0,44 1,1

ФПЛ-12.21-1 2080 1200 300 300 10 АШ 10 АШ 14,45 0,53 1,32

ФПЛ-12.19-5 1880 1200 400 300 10 АШ 10 АШ 22,31 0,41 0,9

ФПЛ-12.24-1 2380 1200 400 300 10 АШ 10 АШ 27,88 0,512 1,12

ФПЛ-12.29-1 2880 1200 400 300 10 АШ 10 АШ 33,47 0,62 1,35

ФПЛ-15.18-1 1780 1500 500 300 10 АШ 10 АШ 26,95 0,48 1,2

ФПЛ-15.30-1 10 АШ 10 АШ 44,91

ФПЛ-15.30-2 2980 1500 500 300 10 АШ 12 АШ 56,84 0,8 2,0

ФПЛ-15.30-3 12 АШ 12 АШ 64,65

ФПЛ-15.30-4 12 АШ 14 АШ 78,38

В тоже время совершенствование методов и средств проектирования и расчёта фундаментов с использованием компьютера является не менее важной задачей. Повышение качества автоматизированного проектирования в фундаментостроении проявляется в разработке и использовании информационных технологий, новых методов принятия решений, модулей и программных комплексов оптимального проектирования.

Определение ширины ленточного фундамента имеет большое практическое значение, и в то же время процедура вычисления весьма трудоемка, так как приходится определять ширину фундамента из соотношения: Р < Я. При этом значение расчетного сопротивление грунта основания Я, вычисляется по формуле содержащей ширину фундамента.

Кроме того, для выполнения расчета проектировщику приходится обращаться к таблицам для определения коэффициентов условий работы [6], коэффициентов зависящих от угла внутреннего трения грунта и коэффициенту повышения расчетного сопротивления грунта, что затрудняет выполнение расчета.

Авторами разработана программа «Расчет ширины ленточного фундамента с ломаным очертанием краевой зоны» [7]. Данная программа позволяет быстро подобрать ширину прямоугольного ленточного фундамента на основе данных инженерно-геологических изысканий. В алгоритм программы заложены таблица коэффициентов Му, Mq и Мс, зависящих от заданного угла внутреннего трения грунта, и таблица коэффициентов условий работы здания, зависящих от его длины и высоты.

5/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

Рис. 3. Первое диалоговое окно программы

Программа позволяет так же рассчитать ширину новых конструкций сборных ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны, фундаментов состоящих из квадратных жестких штампов, ширину фундаментов с раздвижкой и поворотом опорных блоков. При этом расчет ведется по второму предельному состоянию и для этого в алгоритм введена таблица коэффициента ^ увеличивающего расчетное сопротивление грунта R.

11 ь IV ¡'..ч щч  |:. |н-рс,иг-. I иу, 1-1 НН .

1Ц*|Ц<фи ЧИН

I /^ИН! 4ип

в оЬрп ^НДхИеЩ* 3 Пр^иппвд^чс-ям Ьпличрт*

ф| глЬсФ-нгхамГшк] 1г гаийчъл г]т>нт> 1. У2 0П ВН/ТртННС1Ф грскнл 3 С!и»Щгн||. Й.--Д М-ТХчФНН'?*

3 Удглышй п+: iffH.ii скд .">. ^Х'.'Л У^г-ьниг игс лИрл КоВ таСкЩ

5 Т^ п гр^п

Н'п к ИЛрЦ

л

Р" П^!1. К Е

Р рIпр1И

¥ ищи Д

Пг:ч»

иВГк! кЯШ

J

ПкИДЯ

Рис. 4. Ввод исходных данных при расчете по первому предельному состоянию

Вторая часть программы позволяет рассчитать ширину ленточного фундамента по первому предельному состоянию.

Для выполнения данного расчета в алгоритм программы введена таблица коэффициентов несущей способности N7, №.

Результат расчета выводится соответственно для каждого типа фундамента с указанием подобранной ширины и значением силы предельного сопротивления основания.

L 11ЧГ I 1 r.ir pi (t iSi

Лэр»ЫГ1|1Ь[ иянш [ Д1111фн] * Irivii» шеним fyuiMcm 5 7,1П ЕПсЧИЫЬфУЦМШ'Ы]! 4 ÜiitrtUrbvjuiJ liic 1J motu pP-'q и *Tf H telSÜüi - Sä E rr\ 4ll|i „

fcliriftTT-ü.CTBintt^Uto turfiuiü ]mirn E Jd-M ГЯЧ l| г , ^ с - i (jpyttt* tt^ ^ JJ№4Ul Btt liiMTlCl ПС1ШЦ IS- Тин Г17«тт A M<r---J'П|+±Т-'ИН-"Т.Ч j/Tfl.-rpr ГТ-РП1 ' Je + < türil В4рНГ№[| И К iL* 1 4 144^-iJ

Г1Л- Н'нЗ № ...

Хфккрткив» пвдитш 1 ТЪлЦЕЩ IDIjip iniLDO пщххн [c^-Sn i-iriil Тыще» IGUSMUI J V^tlkHUl fcti IttIK IJl ItllD^Ull А Гщ'.тиглош ' Пкг"»пчнн 1WTFW hr-Tjru JlnJ ш-тры

Г*

Рис. 5. Ввод исходных данных при расчете по предельной несущей способности

Третья часть программы позволяет определить ширину ленточного фундамента из расчета по максимально допустимой осадке, при этом в программе использована теория линейно-деформированной среды.

Выбор методики определения ширины ленточного фундамента остается за пользователем.

Литература:

1. Пат. 50552 Российская Федерация, МПК7 Е 02 D 27/01. Ленточный фундамент [Текст] / Ю.Н. Мурзенко, С.И. Евтушенко, Е.Ю. Анищенко, Т. А. Крахмальный, Д.Н. Архипов; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ). - № 2005119951; заявл. 27.06.2005; опубл. 20.01.2006, Бюл. № 02. - 3 с.

2. Пат. 55386 Российская Федерация, МПК E 02 D 27/01. Ленточный фундамент [Текст] / Т. А. Крахмальный, Ю.Н. Мурзенко, С.И. Евтушенко, А.Ю. Мурзенко; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ). - № 2005138664/22; заявл. 12.12.2005; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22. - 3 с.

3. Пат. 32139 Российская Федерация, МПК7 Е 02 D 27/01. Ленточный фундамент [Текст] / Ю.Н. Мурзенко, С.И. Евтушенко, Г.М. Скибин, Е.Ю. Анищенко, Д. Н. Архипов ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ (НИИ). - № 2003107220/20 заявл. 20.03.2003; опубл. 10.09.2003; Бюл. № 25.- 3 с.

4. Пат. 40333 Российская Федерация, МПК7 E 02 D 27/01. Ленточный фундамент [Текст] / Ю.Н. Мурзенко, С.И. Евтушенко, Г.М. Скибин, A.C. Евтушенко, Е.Ю. Анищенко, Д.Н. Архипов, В.А. Бутырский; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ). -№ 2003132337/20; заявл. 06.11.2003.; опубл. 10.09.2004, Бюл. № 25.- 3 с.

5/2011 ВЕСТНИК

_МГСУ

5. Евтушенко С.И. Экспериментальные исследования работы новых конструкций ленточных фундаментов с ломаным очертанием краевой зоны на песчаном основании // С.И. Евтушенко, Т.А. Крахмальный. - Новочеркасск: Лик, 2011. 158 с.

6. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Госстрой России. - М.: Стройиз-дат, 1995. - 66 с.

7. Крахмальный, Т. А. Исследования работы песчаного основания ленточного фундамента с ломаным очертанием опорной плиты : дис. ... канд. техн. наук / Т. А. Крахмальный - Санкт-Петербург, 2010. - 207 с.

Ключевые слова: ленточный фундамент, новые конструкции, номенклатура, ломаное очертание краевой зоны, программа расчета.

Keywords: the tape base, new designs, the nomenclature, a broken outline of a regional zone, the calculation program.

Телефон 8-9289017069; evtushenko s@novoch.ru

Рецензент: Волосухин В.А., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Строительная механика»,

ФГОУВПОНГМА