ГОССТРОЙ СССР
Центральный
научно-исследовательский и
проектно-экспериментальный институт
промышленных зданий и сооружений
(ЦНИИпромзданий)
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО
РАСЧЕТУ БЕТОННЫХ ПОДСТИЛАЮЩИХ СЛОЕВ
ПОЛОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Москва
- 1987
Рекомендованы
к изданию секцией НТС ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.
Излагается
методика расчета прочности бетонных подстилающих слоев с учетом уровня
надежности, устанавливаемого в зависимости от назначения помещения. Приводятся
расчетные сопротивления бетона с соответствующими значениями показателей
надежности подстилающего слоя пола и вероятностью его отказа. Описываются
правила расчета бетонных подстилающих слоев при нагрузках различного вида.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В
1981 г. Госстроем СССР введены «Правила учета степени ответственности зданий и
сооружений при проектировании конструкций». Согласно этим правилам все
сооружения по степени их ответственности разделяются на 3 группы, а все
бетонные и железобетонные конструкции для каждого сооружения рассчитываются на
прочность по одним и тем же расчетным сопротивлениям арматуры и бетона,
определенным с учетом коэффициента надежности для данного сооружения. В
развитие этого положения целесообразно осуществить дифференцированный подход к
надежности элементов и конструкций одного и того же сооружения в зависимости от
их функционального назначения и степени ответственности. В первую очередь это
относится к конструкциям с экономической ответственностью, в которых достижение
предельного состояния по прочности арматуры и бетона не приводит к аварийным
ситуациям или к серьезным нарушениям технологического процесса. Расчет таких
конструкций проводится по заданному уровню надежности, определенному исходя из
минимума приведенной стоимости, включающей первоначальную стоимость
конструкции, затраты на ее поддержание в эксплуатационном состоянии, а также
стоимость ущерба от возможных нарушений технологии. Такой подход наиболее
эффективен для полов производственных зданий, которые можно рассчитывать с
заданным уровнем надежности, определенным в зависимости от условий
эксплуатации. Исследования ЦНИИпромзданий показали, что принятый в настоящее
время уровень надежности проектируемых подстилающих слоев представляется
излишне высоким и в ряде случаев даже превышает уровень надежности типовых
несущих конструкций повышенной ответственности. Переход к расчету бетонных
подстилающих слоев с учетом требуемого уровня надежности позволит в
значительном числе случаев уменьшить толщину пола на 20 - 30 %.
Использование
Рекомендаций в практике проектирования позволит снизить стоимость 1 м2
пола на 1,2 - 2 руб. при сокращении трудозатрат на 0,2 - 0,3 чел.-ч и экономии
8 кг цемента.
Рекомендации
разработаны в ЦНИИпромзданий Госстроя СССР лабораторией полов (канд. техн. наук
С.А. Шиманович) и отделом автоматизации проектирования (канд. техн. наук Н.Я.
Сапожников) на основе «Рекомендаций по расчету полов с подстилающим слоем и по
конструкциям металлических плит для полов производственных помещений» (СНиП
II-В.8-71 «Полы. Нормы проектирования». - М.: Стройиздат, 1972).
Предложения
и замечания по содержанию настоящих Рекомендаций направлять в лабораторию полов
ЦНИИпромзданий по адресу: 127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1.
Настоящие Рекомендации применяются при проектировании сплошных бетонных
подстилающих слоев полов промышленных зданий из тяжелого бетона на грунте и на
теплоизоляционном слое из сыпучих материалов, уложенных на плитах перекрытий, в
тех случаях, когда по условиям эксплуатации не требуется гидроизоляция пола.
1.2.
При учете экономической ответственности при проектировании следует иметь в
виду, что выход какого-либо участка пола из строя (отказ пола) носит
вероятностный характер, не создает угрозы человеческой жизни, а допустимость затрат, связанных
с устранением его последствий, может быть оценена экономически.
1.3.
При расчете подстилающих слоев с учетом экономической ответственности
первоначальная экономия от устройства пола должна быть не меньше суммы затрат на
необходимый ремонт и на восстановление ущерба от нарушений технологии,
возникшего в случае возможного отказа пола.
1.4.
При расчете с учетом экономической ответственности полы промышленных зданий
условно разделяются на следующие группы:
I - полы, на которые не устанавливается
стационарное технологическое оборудование (для технологического оборудования
устраиваются специальные фундаменты, а полы воспринимают нагрузки при движении
людей и от воздействия транспортных средств, складируемых материалов);
II - полы, на которые
устанавливается стационарное оборудование, эксплуатация которого не связана с
особыми требованиями к деформациям основания (возникновение остаточных
деформаций или трещин в подстилающем слое пола не приводит к нарушению
нормальной эксплуатации стационарного оборудования, а при необходимости ремонта
пола допускается временное перемещение этого оборудования на другой участок);
III - полы, на которые
устанавливаются станки, насосы и другое не связанное в единые комплексные линии
оборудование с особыми требованиями к основанию;
IV - полы, на которые устанавливаются:
автоматизированные линии, гибкие системы и т.д.
Определение группы пола промышленных зданий
производится ведущей проектной организацией данного объекта.
Таблица
1
Класс
бетона (марка бетона) | Модуль упругости, МПа | Расчетные сопротивления растяжению Rst, МПа | Рекомендуемая
группа пола (см. п. 1.4) |
на статические нагрузки | на динамические, многократно
повторяющиеся нагрузки |
В15 (М200) | 24000 | 1,30 | 0,975 | I |
| | 1,2 | 0,9 | II |
| | 1,05 | 0,8 | III |
| | 0,69* | 0,52* | IV |
В22,5 (М300) | 29000 | 1,65 | 1,25 | I |
| | 1,5 | 1,13 | II |
| | 1,35 | 1,0 | III |
| | 0,90* | 0,675* | IV |
В30 (М400) | 33000 | 1,95 | 1,46 | I |
| | 1,8 | 1,35 | II |
| | 1,6 | 1,2 | III |
| | 1,1* | 0,825* | IV |
* Указанные значения расчетных
сопротивлений бетона соответствуют величинам, приведенным в СНиП 2.03.01-84
«Бетонные и железобетонные конструкции».
1.5.
Расчетные характеристики бетонов, применяемых для подстилающих слоев полов,
приведены в табл. 1, а характеристики их надежности - в прил. 1.
1.6.
Значения коэффициента постели Ко грунтов основания и теплоизоляционных засыпок
на перекрытиях приведены в табл. 2.
Таблица
2
Грунт и засыпка | Содержание
зерен, по массе, крупнее | Коэффициент
постели Ко, Н/см3, при расположении грунта основания |
выше
зоны опасного капиллярного поднятия грунтовых вод1) | в
зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод |
1 | 2 | 3 | 4 |
Песок крупный и гравелистый | 0,5
мм, более 50 % | 85 | 80 |
Песок средней крупности | 0,25
мм, более 50 % | 70 | 65 |
Песок мелкий | 0,1
мм, более 75 % | 60 | 45 |
Супесь | 0,05
мм, более 50 % | 40 | 30 |
Песок пылеватый | 0,1
мм, менее 75 % | 50 | 35 |
Суглинок, глина | 0,05 мм, более 40 % | 65 | 45 |
Супесь, суглинок и глина
пылеватые | 0,05 мм, менее 40 % | 75 | 55 |
Засыпка с применением шлака из высококалорийных
углей (донецких, кузнецких, карагандинских) | 2 мм, более 80 % | 70 | - |
Засыпка с применением шлака из
бурых углей (подмосковных, черемховских) | 2
мм, более 70 % | 60 | - |
1)
Высоту опасного капиллярного поднятия грунтовых вод надлежит принимать от
горизонта грунтовых вод, м:
0,3
- для крупного песка;
0,5
- для песка средней крупности и мелкого;
1,5
- для песка пылеватого;
2
- для суглинка, пылеватых суглинка и супеси, глины.
1.7.
При расчете следует учитывать нагрузки на пол, приведенные в прил. 7 СНиП
II-В.8-71 «Полы. Нормы проектирования».
На
схеме нагрузок в плане должна быть указана их наибольшая величина, размеры и
форма следов опирания на пол и наименьшие расстояния между этими следами.
Собственный
вес пола, а также нагрузки, равномерно распределенные по всей площади, при
расчете не учитывают.
1.8.
В зависимости от формы и величины площади следа опирания различают следующие
нагрузки.
а)
Простого вида - равномерно распределенные по площади следа, расположенного в
плане так, что наименьшее расстояние от центра следа одной нагрузки до следа
другой нагрузки превышает 6l, где l - характеристика гибкости плиты
бетонного подстилающего слоя (см. п. 2.3).
При
подстилающем слое на грунте основания:
след
в виде круга радиусом rр£
6l
(в том числе от колес безрельсовых транспортных средств);
след
в виде прямоугольника длиной aр
и шириной вр при aр³вр;
след,
ограниченный с одной стороны прямой и имеющий размеры, при которых квадрат со
стороной aр
= 12,2l
вписывается в этот след, в этом случае расчет ведут на нагрузку, равномерно
распределенную по условному квадратному следу со стороной aр
= 12,2l;
след,
ограниченный с двух сторон параллельными прямыми и имеющий размеры, при которых
прямоугольник длиной aр
= 12,2l
и шириной вр < 12,2l вписывается в этот след, в этом
случае расчет ведут на нагрузку, равномерно распределенную по условному
прямоугольному следу длиной aр
= 12,2l
и шириной вр.
При
подстилающем слое на теплоизоляционном слое из сыпучих материалов, уложенных по
плите перекрытия:
след
в виде прямоугольника с отношением сторон от 1 до 1,5, равновеликий следу в
виде круга радиусом rр£ 2l;
след
в виде прямоугольника длиной aр£
0,6l,
шириной вр < aр;
след
в виде круга радиусом rр < 2l (в том числе от колес
безрельсовых транспортных средств).
б)
Сложного вида (рис. 1
и 2) - при подстилающем
слое на грунте основания:
равномерно
распределенные по площади следа, отличающегося по величине площади или по форме
следа от указанных в подпункте «а»;
Рис. 1. Схемы
расположения в плане нагрузок сложного вида, расчетного центра О, осей
координат и разделения следов нагрузок на элементарные площадки
а - нечётное количество
одинаковых нагрузок, расположенных в один ряд; б - то же, при четном количестве
нагрузок в£ 4,4l; (в;
;
) - нагрузки разной величины с различными площадями следов; 1
- след колеса транспортного средства; 2 - след станка, агрегата
Рис. 2. Схемы
расположения в плане равномерно распределенных нагрузок сложного вида,
расчётного центра О, осей координат и разделения следов нагрузок на элементарные
площадки
а, в - нагрузки, равномерно
распределенные по длине параллельных следов (от подкладок под тяжелые предметы,
от штабелей цилиндрических валов и др.) при в£ 4,4l; a > в; б;
; г - то же, при в > 4,4l
неравномерно
распределенные по площади следа;
расположенные
так, что наименьшее расстояния от центра следа одной нагрузки до следа другой нагрузки
менее 6l.
Примечание.
Определение aр; вр;
rр приведено в п. 1.9.
1.9.
Для нагрузок простого вида расчетные размеры следа определяются по формулам:
(1)
(2)
(3)
где
а и в - длина и ширина прямоугольного следа на поверхности
покрытия, см; при опирании предметов на пол по образующей цилиндрической
поверхности или ребром след условно принимают прямоугольным, у которого в
= 0,1l;
h1
- толщина слоев пола, расположенных выше подстилающего слоя, см; r - радиус круга, равновеликого
площади следа опирания на поверхности покрытия, см; при прямоугольном следе
(4)
для
следа колес безрельсовых транспортных средств r = Д/2. Д, см,
принимают по табл. 3
настоящих Рекомендаций; при опирании предметов на пол углом след условно
принимают круглым, у которого r= 0,1l, см.
Если
бетонный подстилающий слой используется в качестве покрытия, то принимают aр
= а; вр = в; rр
= r.
1.10.
Расчетную нагрузку Рр, кН, от колеса транспортных средств определяют
по формуле Рр = КР, где
Р - нагрузка на колесо, кН; К - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от
других колес, для транспортных средств с двумя осями К = 1,2, с тремя и
четырьмя осями К = 1,8.
1.11.
Проектирование и устройство подстилающих слоев в полах производственных зданий
выполняются в соответствии с требованиями СНиП II-В.8-71 «Полы. Нормы
проектирования» и СНиП III-В.14-72 «Полы. Правила производства и приемки
работ».
Таблица
3
Расчетные
характеристики транспортных средств
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться