6.2.3. Расчет стен подвалов

Наружные стены подвалов рассчитываются на нагрузки, передаваемые наземными конструкциями, и на давление грунта, определяемое по рекомендациям гл. 7.

Полезная нагрузка на прилегающей к подвалу территории по возможности заменяется эквивалентной равномерно распределенной. При отсутствии данных об интенсивности полезной нагрузки она может быть принята равной 10 кПа.

Усилия в стенах подвала, опертых на перекрытие, определяются как для балочных плит с защемлением на уровне сопряжения с фундаментом, так и с шарнирной опорой в уровне опирания на перекрытие с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена) фундамента или смещения стен при загружении территории, прилегающей к подвалу.

Изгибающие моменты и поперечные силы в стенах подвалов определяются по формулам:

при перекрытии подвала, расположенном ниже уровня планировки (рис. 6.17)

(6.64)

;

(6.65)

;

(6.66)

;

(6.67)

расстояние от верхней опоры до максимального пролетного момента

;

(6.68)

при перекрытии подвала, расположенном выше уровня планировки,

(6.69)

;

(6.70)

;

(6.71)

;

(6.72)

(6.73)

где σ_sup и σ_inf — горизонтальные давления на верхнюю и нижнюю части стены подвала от собтвенного веса грунта и от равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта:

(6.74)

(6.75)

(здесь σ^sup_ah, σ^inf_ah, σ_qh и σ_ch — определяются по указаниям гл. 7; индексы «sup» и «inf» относятся соответственно к верхней и нижней частям стены); М_inf — изгибающий момент на уровне нижней опоры; М_х — изгибающий момент в сечении стены, расположенном на расстоянии X от верхней опоры; Q_sup — поперечная сила на уровне верхней опоры; Q_inf — поперечная сила на уровне нижней опоры (на уровне сопряжения стены с фундаментом); l — размер сечения стены (в продольном направлении); H — расстояние от низа перекрытия до верха фундамента; H₁ — толщина слоя грунта, вводимая в расчет при определении бокового давления грунта (см. рис. 6.17); m₁ — коэффициент, учитывающий поворот фундамента; m₂ — коэффициент, учитывающий податливость верхней опоры; k₁ и k₂ — коэффициенты, учитывающие изменение жесткости стеновых панелей (для стен с переменной толщиной по высоте), принимаются по табл. 6.3 в зависимости от отношения толщины стеновой панели в верхней части σ_sup к толщине ее в нижней части σ_inf на уровне сопряжения с фундаментом; n = H₁/H.

ТАБЛИЦА 6.3. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЖЕСТКОСТИ

Коэффициент m₁, учитывающий поворот ленточного фундамента, принимается при наличии конструкций, препятствующих повороту фундамента (перекрестных лент или сплошной фундаментной плиты), равным 0,8; в остальных случаях m₁ определяется по формуле

,

(6.76)

где Е_mw —модуль упругости материала стены; Е — модуль деформации грунта основания; b — ширина подошвы фундамента; δ_inf — толщина стены в сечении по обрезу фундамента; h_f — высота фундамента.

Если значение m₁ по формуле (6.76) окажется более 0,8, то принимается m₁ = 0,8.

Коэффициент m₂ в случае, когда перекрытие подвала расположено ниже уровня планировки, принимается:

– при невозможности горизонтального смещения верхней опоры стены (опирание перекрытия на массивные фундаменты, поперечные стены и т.п.)

(6.77)

– при возможности упругого смещения верхней опоры стены

(6.78)

Если перекрытие подвала расположено выше уровня планировки,

(6.79)

Пример 6.3. Требуется определить усилия в массивной стене подвала. Исходные данные: стена подвала — из бетонных блоков шириной 50 см; класс бетона В15; высота подвала H₀ = 3,3 м (рис. 6.18); ширина подошвы фундаментной плиты 1,4 м, высота 0,35 м; глубина заложения подошвы фундамента от пола подвала 0,5 м; расчетная высота стены H = 3,45 м; нормативная нагрузка от лежащих выше конструкций здания на 1 м стены подвала 200 кН; временная нормативная равномерно распределенная нагрузка на поверхности грунта q_н = 10 кПа; грунт засыпки — суглинок с характеристиками: γ´_I = 19,5 кН/м³; γ´_II = 19,5 кН/м³; φ´_I = 22°; φ´_II = 24°; с´_I = 5 кПа; c´_II = 7,5 кПа; E = 14 000 кПа. Расчет производится на 1 м длины стены подвала. Принятая ширина подошвы фундаментной плиты проверена расчетом основания но первой и второй группам предельных состояний.

Решение. Определяем момент M_inf и поперечную силу Q_inf на уровне верха фундаментной плиты. Находим:

 кПа,

 кПа,

где γ_f — коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,2;

 кПа.

Вычисляем σ_sup и σ_inf по формулам (6.74) и (6.75):

σ_sup = 0 + 5,5 – 6,75 = –1,25 кПа;

σ_inf = 25,5 + 5,5 – 6,75 = 24,35 кПа;

м.

Находим коэффициенты m₁ и m₂ по формулам (6.76) и (6.78), принимая E_mw = 8,4 · 104 кПа:

;

m₂ = 1,2 (0,091 + 0,2) = 0,35.

Коэффициент n = H´/H = 2,47/3,45 = 0,71.

Определяем расчетные усилия в стене по формулам (6.69)–(6.72):

кН·м;

 кН;

 кН;

 кН·м;

 м.

В этом случае взамен фактического значения H₁ принимаем расчетное значение H´.