Значения модуля деформации грунта основания
Грунт | Содержание (по весу) зерен, крупнее | Модуль деформации Е в кгс/см2 при расположении низа подстилающего слоя | |||
выше зоны опасного капиллярного поднятия грунтовых вод | в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод | ||||
отапливаемые здания | неотапливаемые здания | отапливаемые здания | неотапливаемые здания | ||
Песок крупный и гравелистый | 0,5 мм, более 50% | ||||
Песок средней крупности | 0,25 мм, более 50% | ||||
Песок мелкий | 0,1 мм, более 75% | ||||
Супесь | 0,05 мм, более 50% | ||||
Песок пылеватый | 0,1 мм, менее 75% | - | |||
Суглинок, глина | 0,05 мм, более 40% | - | |||
Супесь, суглинок и глина пылеватые | 0,05 мм, более 40% | - |
7. Необходимую прочность пола, характеризуемую требуемым модулем деформации Етр в кгс/см2,определяют:
а) для нагрузок от безрельсовых транспортных средств по формуле
(4)
где δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 4;
К3 = 0,5 + 0,65lgNp - коэффициент, учитывающий повторность воздействий нагрузок при движении транспортных средств;
Np - расчетная интенсивность движения;
μ = 1,2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы пола.
Значение Етр можно также определить по рис. 1. Для этого из точки на оси п,соответствующей расчетной интенсивности движения Np условных автомобилей с расчетной нагрузкой Н-13, проводят перпендикуляр к оси п до пересечения с наклонной линией Н-13. Полученную точку пересечения переносят параллельно оси п на ординату со значением δ, допускаемой для данного типа покрытия (см. табл. 4), затем по наклонной линии, проходящей через полученную точку, на ординате определяют требуемый модуль деформации Етр;
б) для неподвижных нагрузок по формуле
(5)
где р - удельное давление на пол в кгс/см2;
δ - принимают по табл. 4;
μ = 1,2.
Расчет прочности пола
8. При расчете прочности пола составляют расчетную схему конструкций пола в соответствии с рис. 2 и принимают материал каждого его слоя. На схеме указывают расчетные модули деформации Е материала каждого слоя пола и грунта основания, а также толщину h каждого слоя пола, за исключением нижнего слоя, устраиваемого непосредственно на грунте, толщина которого определяется расчетом.
Рис. 2. Расчетные схемы полов с нежестким подстилающим слоем
а - покрытие на грунте основания; б - покрытие на однослойном подстилающем слое; в - покрытие на двухслойном подстилающем слое или однослойном подстилающем слое по искусственному основанию; г - покрытие на двухслойном подстилающем слое по искусственному основанию; 1 - грунт основания; 2 - слой пола; 3 - нагрузка на пол
Модули деформации материала отдельных слоев пола принимают по табл. 4 настоящих Рекомендаций, а грунта основания - по табл. 5 настоящих Рекомендаций. Толщину покрытий асфальтобетонных, булыжных и из брусчатки назначают по приложению 1 к главе СНиП II-В.8-71; толщину покрытий других типов устанавливают по табл. 1 главы СНиП II-В.8-71, а толщину других слоев пола назначают по конструктивным соображениям, но не менее указанных в приложении 2 к главе СНиП II-В.8-71. Толщину прослоек и мастик, а также гидроизоляционных слоев от сточных вод и других жидкостей включают в толщину покрытия. Толщину прослоек, расположенных на подстилающем слое, не учитывают.
Материалы для подстилающего слоя следует выбирать так, чтобы расчетный модуль деформации материала каждого вышележащего слоя превышал в 1,5-3,5 раза расчетный модуль деформации материала нижележащего слоя пола или грунта основания.
9. Расчет прочности пола производят следующим образом. По значению D и Eэn = Eтр, а также Еп и hn для n-го верхнего слоя (рис. 2) вычисляют отношения и по рис. 3 определяют эквивалентный модуль деформации Еэn-1 всех слоев пола и основания, расположенных ниже верхнего слоя. Для этого из точки на оси
, соответствующей значению
, проводят перпендикуляр до пересечения с кривой со значением, равным
. Полученная точка пересечения переносится параллельно оси
влево на ось
. Полученное значение на этой оси соответствует отношению
, откуда определяют Еэn-1 = Кэn Еп.
Зная Еэn-1; Еn-1; hn-1; D, аналогичным путем определяют Еэn-2и т.д., пока не определят эквивалентный модуль деформации Eэ0+1на поверхности первого снизу слоя пола. По значениям Eэ0+1; E0+1; Е0 вычисляют отношения здесь Е0- модуль деформации грунта основания, принимаемый по табл. 5, a E0+1 - модуль деформации нижнего слоя пола. Точку на оси
, соответствующую значению
переносят параллельно оси
на кривую со значением
. Из полученной точки на этой кривой опускают перпендикуляр на ось
. Значение на этой оси соответствует отношению
, откуда h0+1 = a1D.
Если толщина подстилающего слоя получается меньше величин, приведенных в приложении 2 к главе СНиП II-В.8-71, или если Eэ0+1больше, чем E0+1 толщина подстилающего слоя принимается согласно указаниям приложения 2 к главе СНиП II-В.8-71.
10. Полученная по расчету толщина подстилающего слоя может быть уменьшена путем повышения прочности основания, например путем устройства искусственного основания (песчаного и др.) или путем понижения уровня грунтовых вод и др.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ПОЛА С НЕЖЕСТКИМ ПОДСТИЛАЮЩИМ СЛОЕМ
Пример 1.
Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя в неотапливаемом складе. По полу склада при ширине проезда 3,5 м за сутки проходит следующее количество транспортных средств:
электрокары ЭК-2 (двухосные) - 30 машин;
автопогрузчики 4000 (двухосные) - 20 машин;
автомобили ЗИЛ-585 (двухосные) - 20 автомобилей;
автомобили ЯАЗ-210 (трехосные) - 5 автомобилей.
Покрытие пола из асфальтобетона толщиной 4 см.
Подстилающий слой из щебня прочностью при сжатии 900 кгс/см2.
Грунт основания супесчаный.
Горизонт грунтовых вод находится на глубине 0,4-0,5 м.
Расчет. При покрытии из асфальтобетона δ = 0,035 (табл. 4). По формуле (2) приведем количество трехосных автомобилей ЯАЗ-210 к двухосным:
Ni = 1,8·5 = 9 автомобилей.
По рис. 1 определим эквивалентное, по воздействию на пол, количество условных автомобилей с расчетной нагрузкой Н-13:
30 электрокаров ЭК-2 соответствуют 11 условным автомобилям;
20 автопогрузчиков 4000 соответствуют 30 условным автомобилям;
20 автомобилей ЗИЛ-585 соответствуют 5 условным автомобилям;
9 автомобилей ЯАЗ-210 (в двухосном исчислении) соответствуют 13 условным автомобилям. Всего ΣNiн = 59 условным автомобилям с расчетной нагрузкой Н-13.
Расчетную интенсивность движения Np при ширине проезда 3,5 м (одна полоса движения) и γ = 2 (табл. 3) определим по формуле (3); Np = γ ΣNiн =2·59=118 условных автомобилей в сутки.
По рис. 1 или по формуле (4), по значениям Np = 118 и δ = 0,035 определяем требуемый модуль деформации пола Етр=495 кгс/см2.
Грунт основания находится в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод (см. п. 6 приложения 3 к главе СНиП II-В.8-71). При этом по табл. 5 настоящих Рекомендаций расчетный модуль деформации грунта основания E0 = 120 кгс/см2.
Принимаем расчетную схему б по рис. 2. Расчетный модуль деформации (табл. 4) асфальтобетонного покрытия E2 = 2400 кгс/см2, щебеночного подстилающего слоя E1 = = 1300 кгс/см2;толщина покрытия h2=4 см; Еэ2= Етp = 495 кгс/см2.
Для условного автомобиля диаметр приведенного круга следа колеса D = 34 см (табл. 1).
Для определения Еэ1сначала вычислим значения отношений
По рис. 3 определяем откуда Еэ1 =0,184·2400=442 кгс/см2. Определим h1, для чего сначала вычислим отношения
по которым, пользуясь рис. 3, определяем
откуда h1 = 0,97·34 = 33 см.
Согласно п. 10 полученная толщина h1 подстилающего слоя может быть уменьшена, например, путем понижения уровня грунтовых вод ниже их опасного капиллярного поднятия. В этом случае Е0 = 220 кгс/см2(табл. 5).
Определяем вновь:
откуда h1 = 0,55·34 = 18,7 см.
Уменьшение толщины подстилающего слоя может быть также достигнуто устройством искусственного основания, например из крупного песка, уложенного на грунте основания. Для этого случая принимаем расчетную схему в по рис. 2.
Задаемся толщиной щебеночного подстилающего слоя, равной 15 см. Расчетные модули деформации: покрытия Е3 = 2400 кгс/см2;подстилающего слоя Е2 =1300 кгс/см2;искусственного основания Е1 = 350 кгс/см2;грунта основания Е0=120 кгс/см2.
Толщина асфальтобетонного покрытия h3 = 4 см.
Толщина подстилающего слоя из щебня h2 = 15 см.
Еэ3= Етp = 495 кгс/см2; D = 34 см; Еэ2 = 0,184·2400 = 442 кгс/см2.
Определим Еэ1, для чего сначала вычислим отношения
По рис. 3 определяем откуда Еэ1= 0,203·1300 = 264 кгс/см2.
Определим h1 для чего сначала вычислим отношения
По рис. 3 определим откуда h1= 1,28·34 = 43,5 см.
Таким же путем определяется толщина искусственного основания, если задаться иными толщинами подстилающего слоя (например, 12 см, 18 см и т.д.). Из рассмотренных вариантов толщины подстилающего слоя наиболее целесообразный определяют по технико-экономическим соображениям.
Рис. 3. График для расчета пола с нежестким подстилающим слоем
Пример 2.
Требуется определить толщину нежесткого подстилающего слоя пола. Нагрузка Р = 10 т. Форма следа опирания на пол - прямоугольник размером 50×40 см, площадь F = 2000 см2. Удельное давление р = 5 кгс/см2.Помещение неотапливаемое.
Покрытие пола из торцовой шашки толщиной 8 см. Подстилающий слой гравийный, с содержанием зерен крупнее 2 мм 75%. Грунт основания - пылеватый суглинок. Грунтовые воды находятся на глубине 3 м.
Расчет. Определим расчетные параметры по формуле (1): При покрытии пола из торцовой шашки δ = 0,04 (табл. 4).
Примем расчетную схему б по рис. 2.
Расчетные модули деформации: покрытия Е2 = 1200 кгс/см2(табл. 4); подстилающего слоя Е1 =700 кгс/см2(табл. 4); грунта основания Е0 = 160 кгс/см2(табл. 5).
Толщина покрытия h1 = 8 см.
По формуле (5) определяем требуемый модуль деформации пола
Эквивалентный модуль деформации пола Еэ2 = Етр = 236 кгс/см2.
Определим Еэ1,для чего сначала вычислим отношения
По рис. 3 определяем откуда Еэ1= 0,163·1200 = 196 кгс/см2.
Определим h1 для чего сначала вычислим отношения
По рис. 3 определим откуда h1 = 0,21·50 = 10,5 см. Принимаем толщину подстилающего слоя h1= 11 см.