Руководство по проектированию малозаглубленного ребристого фундамента типа «Утеплённая шведская плита»
Зарегистрируйтесь, чтобы добавлять в избранное
1 система
1 материал
Москва 2024
Руководство по проектированию
малозаглубленного ребристого фундамента
типа «Утеплённая шведская плита»
2
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее руководство разработано в дополнение к СТО 72746455-4.2.3-2024.
Рецензенты: кафедра «Основания и фундаменты» ФГБОУ ВО «Петербургский
государственный университет путей сообщения императора Александра I» зав.
кафедрой д.т.н. В.Н. Парамонов, доцент, к.т.н. П.А. Кравченко, доцент, к.т.н.
К.В. Сливец
Приведенные в стандарте технические решения и информация основаны на
анализе действующих в Российской Федерации нормативных документов в области
проектирования и строительства систем подземных частей зданий и сооружений, а
также знаниях и практическом опыте ведущих специалистов в данной отрасли.
Целями разработки настоящего руководства являются:
повышение качества проектирования малозаглубленных фундаментов;
содействие соблюдению требований технический регламентов;
повышение уровня энергетической эффективности зданий, строений,
сооружений в соответствии с Федеральным законом от 23 ноября 2009 г. №261-ФЗ [1];
структурирование и описание методики обеспечения механической
безопасности и эксплуатационной пригодности незаглубленных ребристых
фундаментов типа «Утепленная шведская плита» на основании численного
компьютерного моделирования.
Руководство может быть использовано проектными и строительными
организациями, а также специалистами строительного надзора.
3
Содержание
1 Область применения ................................................................................................... 4
2 Нормативные ссылки .................................................................................................. 4
3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения .................................. 5
3.1 Термины и определения ......................................................................................... 5
3.2 Сокращения ............................................................................................................. 6
3.3 Обозначения и единицы измерения ...................................................................... 7
4 Общие положения ....................................................................................................... 7
5 Требования к материалам несущих конструкций и оснований ................................ 8
5.1 Бетон ..................................................................................................................... 8
5.2 Арматура .................................................................................................................. 9
5.3 Грунты ................................................................................................................... 10
5.4 Утеплитель ............................................................................................................ 10
6 Требования к обеспечению механической безопасности ...................................... 13
6.1 Группы предельных состояний ............................................................................ 13
6.2 Основные положения по расчётному обоснованию ........................................... 13
6.2.1 Расчётные предпосылки и допущения .............................................................. 13
6.2.2 Прикладная методика ......................................................................................... 14
6.2.3 Основные принципы инженерного анализа ...................................................... 18
6.3 Требования к конструкциям и основаниям УШП ................................................. 21
6.3.1 Железобетон ......................................................................................................... 21
6.3.2 Основания .............................................................................................................. 22
7 Требования к производству работ ........................................................................... 23
7.1 Уход за бетоном .................................................................................................... 23
7.2 Распалубка ............................................................................................................ 24
7.3 Контроль качества ................................................................................................. 25
Приложение А (справочное) Пример инженерного анализа УШП ............................... 26
Приложение Б (справочное) Принципиальные решения по основным узлам УШП ... 47
Приложение В (справочное) Табличное представление прикладной методики ......... 54
Библиографический список ............................................................................................. 55
4
1 Область применения
1.1 Рекомендации настоящего Руководства распространяются на основные
положения проектирования малозаглубленных ребристых фундаментов типа
«Утеплённая шведская плита» для малоэтажных жилых зданий.
1.2 Рассматриваемый в Руководстве тип объектов капительного строительства
– малоэтажные, жилые здания, в которых качественная картина нагрузок и
воздействий преимущественно статическая.
1.3 В Руководстве не рассматриваются специфические и особые инженерно-
геологические условия: сейсмоопасные районы строительства, районы с мёрзлыми и
вечномёрзлыми грунтами, просадочные грунты и т.п. Для сейсмоопасных районов
приводятся только основные положения и действия при проектировании УШП.
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководстве приведены основные ссылки на следующие
нормативные документы:
СП 14.13330
Строительство в сейсмических районах. Актуализированная
редакция СНиП II-7-81
СП 15.13330
Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная
редакция СНиП II-22-81
СП 20.13330
Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция
СНиП 2.01.07-85
СП 22.13330
Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция
СНиП 2.02.01-83
СП 45.13330
Земляные сооружения, основания и фундаменты.
Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87
СП 63.13330
Бетонные и железобетонные конструкции. Основные
положения СНиП 52-01-2003
СП 96.13330
СНиП 2.03.03-85 Армоцементные конструкции
СП 435.1325800
Конструкции бетонные и железобетонные монолитные.
Правила производства и приёмки работ
ГОСТ 27751-2014
Надёжность строительных конструкций. Основные положения
ГОСТ 10180
Бетоны. Методы определения прочности по контрольным
образцам
ГОСТ 22733
Грунты. Метод определения максимальной плотности
5
ГОСТ 22690
Бетоны. Определение прочности механическими методами
неразрушающего контроля
ГОСТ 17624
Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 12248.10
Грунты. Определение характеристик деформируемости
мерзлых грунтов методом компрессионного сжатие
ГОСТ 5180
Грунты. Методы лабораторного определения физических
характеристик
ГОСТ 28514
Строительная геотехника. Определение плотности грунтов
методом замещения объема
ГОСТ 30672
Грунты. Полевые испытания. Общие положения
ГОСТ Р 70260
Грунты. Методы полевого определения плотности
крупнообломочных грунтов
ГОСТ 34329-2017
Опалубка. Общие технические условия
Примечание - При пользовании настоящим Руководством целесообразно проверить
действие ссылочных нормативных документов в информационной системе общего
пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере
стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю
«Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года,
и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные
стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана
недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого
документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный
документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию
этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если ссылочный документ
отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять
в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения, обозначения и единицы
измерения
3.1 Термины и определения
3.1.1 конечно-элементная модель: Математическая модель
идеализированного объекта, полученная с помощью дискретизации исследуемой
области на отдельные элементы конечной величины и связанные между собой
математической функцией конечные элементы в узлах;
3.1.2 коэффициенты надёжности: Коэффициенты, учитывающие
вероятность неблагоприятного отклонения значений нагрузок и воздействий, свойств
6
материалов, а также отклонения расчётной схемы (численной модели) объекта от
реальных условий его эксплуатации;
3.1.3 механическая безопасность: Состояние здания, сооружения, несущих
конструкций и их основания, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный
с угрозой жизни человека, причинения крупного социально-экономического вреда
обществу и государству;
3.1.4 надёжность: Мера, выражающая значение вероятности безотказной
работы отдельного объекта или системы объектов в течении назначенного срока
эксплуатации;
3.1.5 утеплённая шведская плита: Система фундаментных конструкций в
основании дома, включающая в себя плитный фундамент с ребрами жесткости,
утеплитель в основании и по периметру пятна застройки, дренажную систему и
систему водяного теплого полы;
3.1.6 численное, компьютерное моделирование (Computer-aided
engineering, сокр. CAE): Комплекс практических подходов и теорий применения
различных формулировок симуляции процессов и объектов с использованием
вычислительной техники;
3.1.7 CAE-модель: Модель, разработанная посредством численного,
компьютерного моделирования, с целью симуляции исследуемых процессов,
развитыми современными методами аналитического и численного анализа (метода
конечных элементов, метода конечных объёмов и др.).
3.2 Сокращения
АР – архитектурные решения;
ГОСТ – государственный (межгосударственный) стандарт;
ИГЭ – инженерно-геологический элемент;
КЖ – конструкции железобетонные;
НДС – напряжённо-деформированное состояние;
ПК – программный комплекс;
СП – свод правил;
УШП – утеплённая шведская плита;
CAD – Computer-aided Design (система автоматизированного проектирования);
CAE – Computer-aided Engineering (компьютерное проектирование);
SSI – Soil Structure Interaction (взаимодействие с грунтами основания).
7
3.3 Обозначения и единицы измерения
1
С
– коэффициент постели;
z
R
– давление под подошвой фундамента;
i
U
– перемещения в глобальной системе координат по направлению i;
avg
E
– модуль деформации грунта усреднённый;
c
H
– мощность сжимаемой толщи грунта;
avg
v
– коэффициент Пуассона грунта усреднённый;
i
– напряжения в грунте / несущих конструкциях по i-компоненте;
i
– деформации в грунте / несущих конструкциях по i-компоненте;
,1
i LS
N
– несущая способность по силовому фактору X в направлении i;
i
N
– силовой фактор N в направлении i;
i
– коэффициент надёжности;
m
im
– сумма значений;
– символ следствия.
4 Общие положения
4.1 При проектировании несущих конструкций УШП рекомендуется
руководствоваться обязательными к применению требованиями СП 63.13330,
СП 96.13330, а при анализе основания – требованиями СП 22.13330.
4.2 Ввиду новизны и специфики конструктивных решений, а также широко
спектра специфических условий эксплуатации на территории Российской Федерации
и стран СНГ, необходимо учитывать дополнительные требования и исходные данные
при проектировании, выходящие за рамки требований действующих нормативных
актов.
Под спецификой конструкционных решений подразумевается:
а) ребристая структура. Железобетонная часть фундамента представляет
собой монолитные балки, обвязанные тонкой плитой по верху. Плитная часть
армируется одной сеткой в нейтральном сечении. Узел жесткого сопряжения ребер и
плитной части ввиду значительной разницы жесткостей является наиболее уязвимой
8
частью данной конструкции и требует особого внимания при конструировании,
особенно при значительных сосредоточенных нагрузках;
б) наличие промежуточного искусственного слоя основания между несущими
конструкциями УШП и грунтовым основанием, в виде утеплителя с высокими
показателями жёсткости и прочности (наличие необратимых деформаций может
являться причиной снижения теплоизолирующих свойств, а также развития
сверхнормативных деформаций несущих конструкций УШП и надземной части).
4.3 Для проектирования рёбер жёсткости УШП можно с достаточной точностью
руководствоваться СП 63.13330, в отношении тонкостенных участков УШП (в связи с
малой толщиной конструктивно невозможно выполнять поперечное армирование, а
продольное армированное возможно выполнить только одной сеткой по
нейтральному слою) при проектировании помимо СП 63.13330 необходимо
руководствоваться СП 96.13330.
4.4. Для оценки качественной и количественной картины внутренних
напряжений и деформаций рекомендуется применять компьютерное моделирование
в инженерных расчетных ПК, позволяющих учесть нелинейные эффекты (физическую
нелинейность, контакт поверхностей, решение в постановке SSI) и объёмное НДС. Так
как данный подход может оказаться затруднительным в применении и больше
актуален для исследовательских целей, некоторые рекомендации представлены в
настоящем Руководстве в виде прикладных методик.
5 Требования к материалам несущих конструкций и
оснований
5.1 Бетон
5.1.1 Железобетонные конструкции УШП следует выполнять из тяжёлого
бетона, с классом по прочности не ниже В20.
5.1.2 При подборе состава бетона рекомендуется применение заполнителя с
размером фракций от 5 до 10 мм, обусловленное наличием близких к тонкостенным
участкам конструкций УШП. Количество данных фракций к общему количеству
большего размера, должно быть не менее 50 %. Максимальный размер фракций
заполнителя составляет 20 мм и не должен превышать 25 % к общему количеству
требуемого заполнителя. Не рекомендуется применять заполнителя из щебня марки
по прочности ниже М800.
5.1.3 Марка по морозостойкости и водонепроницаемости назначается из
климатических и гидрогеологических условий эксплуатации УШП. Для конструкций
9
ШУП не рекомендуется применять бетон с маркой по морозостойкости ниже F50, с
маркой по водонепроницаемости ниже W6.
5.1.4 Рекомендуемые значения нормативных и расчётных сопротивлений
осевым сжатию (призменная прочность) и растяжению представлены в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Вид
сопротивления
Значение в МПа, нормативного / расчётного сопротивления
для класса бетона
В20
В25
В30
В35
Сжатие
15,00 / 11,50
18,50 / 14,50
22,00 / 17,00
25,50 / 19,50
Растяжение
1,35 / 0,90
1,55 / 1,05
1,75 / 1,15
1,95 / 1,30
5.1.5 Значения модуля упругости бетона для расчетов принимается по
таблице 5.2.
Таблица 5.2
Значение в ГПа, модуля упругости для класса тяжёлого бетона
В20
В25
В30
В35
27,5
30,0
32,5
34,5
5.1.6 Значения модуля деформации для учёта ползучести бетона при анализе
по второй группе предельных состояний, принимается в соответствии с разделом 6
СП 63.13330.2018.
5.2 Арматура
5.2.1 Армирование в железобетонных конструкциях УШП следует выполнять
стержнями гладкого и периодического профиля арматуры класса «А». Класс для
поперечного армирования, как правило, применяется А240, для основного рабочего,
включая рёбра УШП – А400.
5.2.2 Рекомендуемые значения нормативных и расчётных сопротивлений
осевым сжатию (призменная прочность) и растяжению представлены в таблице 5.3
Таблица 5.3
Вид
сопротивления
Значение в МПа, нормативного / расчётного сопротивления
для класса арматуры
А240
А400
Растяжение
240 / 210 / 170*
400 / 350 / 280*
Сжатие
240 / 210
400 / 350
* Последнее значение для поперечной арматуры
10
5.2.3 Допускается эквивалентная замена арматуры класса А400 на класс А500
/ А500С, при соблюдении соответствующих требований к анкеровке армирования,
перевязке внахлёст.
5.2.4 Модуль упругости для арматуры принимают одинаковым при растяжении
и сжатии и равным E=200 ГПа.
5.3 Грунты
5.3.1 В качестве естественного основания для УШП, рекомендуется грунт со
следующими минимальными механическими характеристиками:
− глинистые грунты (супеси. суглинки, глины) модуль деформации E=8 МПа,
угол внутреннего трения φ=10°, значение внутреннего сцепления с=10 кПа;
− песчаные грунты (песок)=модуль деформации E=8 МПа, угол внутреннего
трения φ=28°, значение внутреннего сцепления с=0 кПа.
5.3.2 Минимальная толщина песчаной подготовки составляет 0,3 м, а модуль
деформации 15 МПа при соответствующем уплотнении. Крупность песка следует
принимать не ниже средней. Коэффициент уплотнения при этом должен быть не ниже
0,95.
5.3.3 Следует избегать применения в качестве основания специфических
грунтов без расчётного обоснования, т.е. грунтов, способных существенно изменять
свои физико-механические характеристики под действием внешних факторов за
период эксплуатации здания (как минимум один раз в 50 лет). Проектирование зданий
с применением УШП в специфических грунтовых условиях необходимо вести с учетом
требований раздела 6 СП 22.13330.2016.
5.3.4 Механические характеристики грунтов основания необходимо
определять лабораторными методами с отбором образцов не менее чем из двух
скважин. Деформационные характеристики допускается определять по физическим
характеристикам в соответствие с приложением А СП 22.13330.2016.
5.4 Утеплитель
5.4.1 В качестве подстилающего слоя в конструкциях фундаментов (и других
подземных конструкций) в виде эффективного утеплителя рекомендуется применять
плиты экструзионного пенополистирола XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON.
5.4.2 Под нагружаемыми конструкциями следует применять утеплитель с
высокими значениями прочностных и деформационных характеристик прочностных и
деформационных характеристик (XPS Carbon Eco SP). Утеплитель должен иметь
способность работать в упругой стадии в необходимом диапазоне нагрузок без
необратимых деформаций. Требования к подстилающему слою должны быть
сформулированы на основании расчета и ожидаемого диапазона нагрузок.
Для просмотра полной версии скачайте документ
Описание документа
Руководство по проектированию и устройству малозаглубленного ребристого фундамента типа «Утеплённая шведская плита» (УШП) разработано в дополнение к СТО 72746455-4.2.3-2024. Приведенные в стандарте технические решения и информация основаны на анализе действующих в Российской Федерации нормативных документов в области проектирования и строительства систем подземных частей зданий и сооружений, а также знаниях и практическом опыте ведущих специалистов в данной отрасли.
Кому будет полезно
- Проектным организациям
- Проектировщикам
- Архитекторам
- Инженерам-конструкторам
- Инженерам ОВ и ВК
- Строительно-монтажным организациям
- Строителям
- Прорабам
- Мастерам строительно-монтажных работ
- Монтажникам
- Инженерам строительного контроля
- Инженерам эксплуатирующих организаций
Строительные системы к документу
Смотреть все 1
Строительные материалы к документу
Смотреть все 1
BIM библиотека
Каталоги продукции, альбомы узлов, модели комплектующих для проектирования вашей конструкции
Калькуляторы
Смотреть все 11
