7.6.7 Розрахунок фундаментів за деформаціями основи слід виконувати на основі лінійних чи нелінійних розрахункових моделей згідно з 7.1.10, 7.1.11.
Лінійні моделі застосовуються при дотриманні критерію
σ ≤ σR –- у загальному випадку або р ≤ R,(7.4)
де σR – див. 7.1.6;
р або σ – середній тиск або напруження безпосередньо під підошвою фундаменту;
R – розрахунковий опір грунту основи під підошвою фундаменту згідно з 7.7.1.
7.6.8 Розрахункова схема основи для визначення спільних деформацій основи і будівлі, повинна вибиратись згідно з 7.1.9.
Розрахунок деформацій основи при дотриманні вимог 7.6.8 слід виконувати із застосуванням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого півпростору з умовним обмеженням глибини стисливої товщі Нс або збільшеної товщі Нс до підошви слабких чи структурно нестійких грунтів згідно з Д. 10.
Примітка. Деформації основи повинні визначатись з урахуванням змін властивостей грунтів в результаті природних чи техногенних впливів на грунти.
7.6.9 При напруженні (тиску) під підошвою фундаментів, яке перевищує напруження, що відповідає розрахунковому опору R або 1,2R у випадках, обумовлених Е. 10, деформації основи слід визначати з урахуванням фізичної нелінійності деформування грунту.
Осідання за межами лінійної залежності між напруженнями і деформаціями слід визначати згідно з Д.30 та Д.38.
7.7 Визначення розрахункового опору основи
7.7.1 При розрахунку фундаментів за деформаціями основ у випадках 7.6.7 визначення розрахункового опору R виконують згідно з додатком Е в залежності від фізико-механічних показників властивостей грунтів основи, розмірів підошви фундаменту, глибини його закладання.
7.8 Визначення кренів окремих фундаментів і споруд
7.8.1 Крен окремих фундаментів або споруди в цілому повинен обчислюватись з урахуванням ексцентриситету навантажень (згинального моменту) у рівні підошви фундаменту, впливу сусідніх фундаментів, навантажень на прилеглі площі і нерівномірної стисливості основи.
При визначенні кренів фундаментів необхідно також ураховувати заглиблення фундаменту, жорсткість надфундаментної конструкції, а також можливість збільшення ексцентриситету навантаження внаслідок нахилу фундаменту (споруди).
У необхідних випадках (при водонасичених глинистих грунтах тощо) слід ураховувати крени, обумовлені повзучістю скелету грунту.
7.8.2 Крен окремого фундаменту при дії позацентрового навантаження визначають згідно з Д.13.
7.8.3 Крен розвинутого в плані фундаменту, що виникає в результаті нерівномірної стисливості його основи, слід визначати чисельними методами (наприклад, розрахунками осідань по декількох розрахункових вертикалях).
7.9 Граничні сумісні деформації основ, фундаментів і споруд
7.9.1 Граничні значення сумісної деформації основи, фундаментів і споруди su установлюють виходячи з необхідності дотримання:
а) технологічних чи архітектурних вимог до деформацій споруди (недопустимості змін проектних рівнів і положень у просторі споруди в цілому, окремих її елементів і технологічного устаткування, включаючи вимоги до нормальної роботи кранів, ліфтів, приладів, устаткування, підйомників, а також погіршення естетичного вигляду об'єкта, його елементів і несприятливого психофізіологічного впливу на людей) – su;s;
б) вимог до міцності, стійкості і тріщиностійкості конструкцій, включаючи загальну стійкість споруди –su,f.
7.9.2 Граничні значення su,s повинні встановлюватись відповідними нормами проектування будівель та споруд, правилами технічної експлуатації технологічного устаткування або завданням на проектування з урахуванням (в обґрунтованих випадках) необхідності виправлення нерівномірних деформацій або кренів будівлі в цілому або рихтування устаткування в процесі експлуатації.
7.9.3 Граничні значення сумісної деформації основи, фундаментів і споруди за умов міцності, стійкості і тріщиностійкості конструкцій su,f повинні встановлюватись при проектуванні за розрахунками споруд у взаємодії з основою.
Значення su,f допускається не встановлювати: для споруд, в конструкціях яких не виникають зусилля від нерівномірних осідань основи (шарнірні системи різного виду, піддатливі і гнучкі конструктивні системи тощо), жорстких споруд баштового типу.
7.9.4 Граничні значення сумісних деформацій основ, фундаментів і споруди допускається приймати згідно з ДБН В. 1.1-5 та додатком И, якщо конструкції об'єкта спеціально не розраховані на зусилля, що виникають при взаємодії з основою і в завданні на проектування значення su окремо не встановлені.
7.10 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ
7.10.1 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують із метою забезпечення міцності та стійкості їх основ, а також недопущення зрушення по підошві й перекидання фундаменту. Схема руйнування основи, яку приймають при досягненні нею граничного стану, повинна бути статично і кінематичне можлива для даного впливу і конструкції фундаменту або споруди.
7.10.2 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують виходячи з умови
σ ≤ у загальному випадку або F ≤ γcFu /γn ,(7.6)
де σ = F/bl;
σu – напруження, що відповідає межі несучої здатності основи (7.1.6);
F – розрахункове навантаження на основу згідно з підрозділом 7.2;
Fu – сила граничного опору основи; вертикальна складова сили граничного опору основи Nu згідно з додатком Ж;
γc – коефіцієнт умов роботи згідно з додатком Ж;
γn – коефіцієнт надійності згідно з додатком Ж;
bl – розміри в плані (ширина і довжини) сторін фундаменту.
7.10.3 Сила граничного опору основи, складеної нескельними грунтами в стабілізованому стані, повинна визначатись виходячи з умови, що співвідношення між нормальними і дотичними напруженнями по всіх поверхнях ковзання, яке відповідає граничному стану основи, підпорядковується залежності
τ = σ tg φ1 + c1,(7.7)
де φ1 і c1 – відповідно розрахункові значення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення грунту (підрозділ 7.3).
7.10.4 Сила граничного опору основи, що складається з грунтів, які повільно ущільнюються, водонасичених, пилуватих, глинистих і біогенних (при коефіцієнті водонасичення Sr ≥ 0,85 і коефіцієнті консолідації cν ≤ 107 см2/рік), повинна визначатись з урахуванням можливого нестабілізованого стану ґрунтів основи за рахунок надлишкового тиску в поровій воді u. При цьому співвідношення між нормальними σ і дотичними напруженнями приймають за залежністю
τ = (σ – u) tg φ1 + с1,(7.8)
де φ1 і с1 – розрахункові значення, що відповідають стабілізованому стану грунтів основи і визначають за результатами консолідованого зрізу ДСТУ Б В.2.1-4, ДСТУ Б В.2.1-7.
Надлишковий тиск у поровій воді допускається визначати методами фільтраційної консолідації ґрунтів з урахуванням швидкості прикладання навантаження на основу.
При відповідному обґрунтуванні (високих темпах зведення споруди або швидкого її навантаження експлуатаційними навантаженнями, відсутності в основі водопроникних шарів ґрунту чи дренувальних улаштувань) допускається в запас надійності приймати φ1 = 0, с1 – таким, що відповідає нестабілізованому стану ґрунтів основи і дорівнює міцності грунту за результатами неконсолідованого зрізу си (ДСТУ Б.В.2.1-4, ДСТУ Б.В.2.1-7).
7.10.5 Розрахунок за несучою здатністю основ в обґрунтованих випадках допускається виконувати графоаналітичними методами (круглоциліндричних чи ламаних поверхонь ковзання), якщо:
а) основа неоднорідна за глибиною і площею;
б) привантаження основи з різних сторін фундаменту неоднакове, при цьому інтенсивністьбільшого з них перевищує 0,5R;
в) споруда розташована на схилі або поблизу укосу;
г) можливе виникнення нестабілізованого стану ґрунтів основи.
У всіх випадках, якщо на фундамент діють горизонтальні навантаження і основа складена ґрунтами в нестабілізованому стані, слід розраховувати фундамент на зрушення по підошві.
7.10.6 Розрахунок фундаменту на зрушення по підошві визначають виходячи з умови
ΣFs,a ≤ (γcΣFs,r)/γn,(7.9)
де ΣFs,a і ΣFs,r – суми проекцій на площину ковзання відповідно розрахункових сил, що зрушують і утримують, які визначають з урахуванням активного і пасивного тисків грунту на бічні грані фундаменту;
γc і γn – позначення ті самі, що у формулі (7.6).
7.10.7 Стійкість фундаментів на дію сил морозного здимання ґрунтів необхідно перевіряти, якщо основа складена здимальними ґрунтами (підрозділ 9.7).
7.11 Критерії визначення розмірів підошви фундаментів
7.11.1 Визначення розмірів у плані підошви фундаменту виконують виходячи з його розрахунку за деформаціями основи з умови обмеження тисків на основу від розрахункових для II групи граничних станів навантажень, які слід визначати згідно з підрозділом 7.2.
7.11.2 Порядок розрахунку повинен включати: визначення навантажень згідно з підрозділом 7.2; визначення глибини закладання підошви фундаментів згідно з підрозділом 7.5; розрахунки попередніх розмірів підошви згідно з 7.11.3; розрахунки осідань згідно з підрозділом 7.6; коригування (за необхідності) розмірів фундаментів (ширини підошви, перерізу) за результатами розрахунків осідань.
7.11.3 Попередні розміри підошви фундаментів визначають виходячи з конструктивних міркувань або з умови обмеження тисків на основу від розрахункових для другої групи граничних станів навантажень табличними значеннями розрахункового опору ґрунту R0 згідно з додатком Е.
7.11.4 Розміри позацентрово навантажених стовпчастих фундаментів колон виробничих будівель (у тому числі обладнаних мостовими кранами), фундаментів промислових споруд баштового типу слід призначати такими, щоб епюра тисків була трапецієподібною. Допускаються (за обґрунтування) трикутні епюри контактних напружень, у т.ч. вкороченої довжини, що означає кутовий відрив підошви фундаменту від грунту.
8 РОЗРАХУНКИ ФУНДАМЕНТІВ ЗА КОНСТРУКТИВНИМИ ОСОБЛИВОСТЯМИ ТА УМОВАМИ ВЗАЄМОДІЇ З ОСНОВОЮ
8.1 Фундаменти малозаглиблені та мідного закладання
8.1.1 Проектування малозаглиблених та мілкого закладання фундаментів (згідно з розділом 5) слід виконувати в залежності від їх конструкції (5.9).
Розміри фундаментів слід призначати за розрахунками згідно з підрозділом 7.11.
8.1.2 При проектуванні фундаментів у складних умовах будівництва повинні враховуватися додаткові вимоги ДБН В.1.1-5, ДБН В.1.1-12, СНиП 2.01.15, інших відповідних нормативних документів згідно з додатком А та розділами 9,10,11 цих Норм.
8.1.3 При визначенні навантажень, які діють на основу фундаментів, крім навантажень на обрізі фундаменту, що визначають згідно з підрозділом 7.2, слід додатково враховувати:
8.1.4 Визначення розмірів у плані підошви фундаменту виконують згідно з підрозділом 7.11.
Конструкція перерізу залізобетонного фундаменту повинна задовольняти вимогам розрахунку за несучою здатністю (граничні стани першої групи) і за придатністю до нормальної експлуатації (граничні стани другої групи), які приймають згідно з нормами на проектування залізобетонних конструкцій.
Стовпчасті фундаменти під колони
8.1.5 Фундаменти під колони за властивостями грунтів основи повинні перевірятись розрахунками за:
Розрахунок конструктивних елементів (ступенів) стовпчастих фундаментів під колони за прогинами, як правило, не виконують.
8.1.6 Конструктивні елементи залізобетонних фундаментів під колони повинні перевірятись розрахунками за матеріалом конструкції згідно з нормами на проектування залізобетонних конструкцій:
плитна частина
підколонник
Стрічкові фундаменти
8.1.7 Стрічкові фундаменти повинні, як правило, розраховуватись як просторові конструкції на деформованій основі в складі системи "будівля - основа"(підрозділ 8.4).
Допускається їх розрахунок як перехресної системи балок під несучі стіни з узагальненою жорсткістю.
В обґрунтованих випадках та для будівель III рівня відповідальності просторову розрахункову схему допускається розділяти на плоскі розрахункові схеми в поперечному і поздовжньому напрямках стрічкового фундаменту. При цьому для поперечного перерізу розрахунки виконують для фрагмента стрічкового фундаменту завдовжки 1 п. м.
8.1.8 Навантаження на стрічкові фундаменти слід визначати згідно з 8.1.3, для попередніх розрахунків навантаження допускається розподіляти за правилом вантажних площ.
8.1.9 Ширину підошви стрічкового фундаменту визначають згідно з підрозділом 7.11, при визначенні навантажень - згідно з 8.1.3, 8.1.8.
8.1.10 Стрічкові фундаменти під стіни в загальному випадку повинні перевірятись розрахунками за деформаціями основи згідно з підрозділом 7.6, при цьому визначають максимальніосідання в центральному перерізі і різниці осідань частин будинку, у т.ч. різниці осідань фундаментів, які перетинаються, якщо їх осідання визначались для фрагментів завдовжки 1 п. м. Згідно з8.1.7.
8.1.11 Розрахунки конструктивних елементів стрічкових фундаментів за міцністю для І групи граничних станів виконують на розрахункові навантаження від: надземної частини на обрізі фундаменту та тих ділянок, що примикають (при їх розподілі згідно з 8.1.8); власної ваги фундаменту та ґрунту на уступах; активного і пасивного тиску ґрунту на стінову частину фундаменту; привантаження на підлоги і проїзну частину біля фундаменту.
