Программа "Фундамент"

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….............3
1 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ «ФУНДАМЕНТ»……………….…….4
2 РАБОТА С ПРОГРАММОЙ «ФУНДАМЕНТ»………..……...…….7
3 РАСЧЁТ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО
ФУНДАМЕНТА В ПРОГРАММЕ «ФУНДАМЕНТ»…………………8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………14
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………….15

ВВЕДЕНИЕ
Строительство здания начинается с устройства фундамента. Важнейшим для застройщика вопросом является определение типа фундаментов, правильный расчет технических характеристик, позволяющие разрабатывать конструктивные решения.
Современное строительство является сферой активного приложения достижений высоких технологий. Сегодня уже немыслимо выполнение проектных работ без участия компьютерной техники и специализированного программного обеспечения. Программа для расчета фундамента, позволяет достаточно быстро произвести комплексную оценку характеристик различных вариантов основания для здания или сооружения, учесть свойства подстилающего несущего грунта, характер его работы в условиях предполагаемой эксплуатации и соотнести полученные характеристики с нагрузками от проектируемого здания.
Программа для проектирования фундамента выбирается в зависимости от возможностей и потребностей пользователя. Профессиональные проектные организации или специалисты, разрабатывающие ответственные сооружения, конечно же, используют дорогостоящие программные комплексы с широкими возможностями, позволяющие расчитывать, конструировать и проектировать самые различные фундаменты с учетом всех формальных требований и предоставлением итоговой документации [1].
В качестве примера можно привести программы «Фундамент», «Base», «ПЛИТА». В данной работе описан расчёт монолитного железобетонного фундамента в программе «Фундамент».
1 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ «ФУНДАМЕНТ»
Программа «Фундамент» (рисунок 1) выполняет расчеты конструкций, работающих в грунте. Теории расчета взяты из соответствующих СНиПов, а также руководств и приложений к ним либо из учебных пособий для вузов. В последнем случае, как правило, расчет производится по нескольким теориям, чтобы пользователь имел возможность сравнить и оценить результаты.
В настоящее время в программе Фундамент реализованы все без исключения расчеты, регламентированные:
- СНиП 2.02.02–83* «Основания зданий и сооружений«;
- СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений«;
СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты«;
- СП 50–102–2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов«;
- СНиП 2.02.05–87 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками«;
- СНиП 2.02.04–88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах», в т.ч. теплотехнические.
Кроме того, производится ряд востребованных расчетов, не входящих в СНиП.
Программа выполняет расчеты:
- ленточных и столбчатых на естественном основании;
- подпорных стен на естественном основании;
- осадки и крена фундаментов на естественном основании (3 теории); просадки, подъема и усадки при набухании, суффозионной осадки;
- осадки с учетом влияния соседних фундаментов;
- ленточных и столбчатых свайных;
- подпорных стен на свайном основании;
- осадки ростверка по кусту как условного фундамента (с учетом отрицательного трения); отдельной сваи на вертикальную нагрузку (с учетом отрицательного трения);
- отдельной сваи на горизонтальную нагрузку и момент;
- осадки отдельной сваи;
- несущей способности свай по результатам полевых испытаний;
- армирования конструкций;
- затрат (составление сметы) на рассчитанные конструкции;
- балок таврового и прямоугольного сечений на естественном основании (3 теории);
- прямоугольных плит на естественном основании (3 теории);
- прямоугольных плит на свайном основании (2 теории);
- фундаментов машин (в т.ч. свайных) на динамические нагрузки:
- периодические,
- импульсные,
- случайные,
- кинематическое возбуждение;
- устойчивости по грунту фундаментов глубокого заложения (2 теории);
- устойчивости по грунту фундаментов мелкого заложения;
- шпунтового ограждения из различных материалов и конструкций (3 теории);
- фундаментов под резервуары (ж/б и щебеночные кольца, плита на сваях);
- осадки и крена фундаментных плит на естественном основании (3 теории);
- влияния пристраиваемого здания на существующее и наоборот;
- осадки и крена фундаментных плит на свайном основании (4 метода);
- анкерных плит и фундаментов (5 видов, в т.ч. с учетом совместной работы);
- колодцев различного сечения в плане;
- труб и тоннелей различной формы;
- фундаментов, подпорных стен и отдельных свай на вечной мерзлоте;
- теплотехнический расчет вечномерзлых грунтов;
- температуры подполья и модуля вентилирования для вечной мерзлоты;
- устойчивости конструкций при морозном пучении;
- сил отрицательного трения для просадочных грунтов;
- подъема сваи при замачивании набухающего грунта;
- грунтовых откосов;
- усиления фундаментов различными способами;
- расстояний и деформаций при забивке свай или шпунтов вблизи зданий;
-нагрузок на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).
Реализован расчет на сейсмические нагрузки фундаментов, ростверков и подпорных стен на любом основании [2].
2 РАБОТА С ПРОГРАММОЙ «ФУНДАМЕНТ»
Работа с программой максимально облегчена. Масса исходных данных для различных расчетов, косвенно дублирующих друг друга, исключена применением переходных коэффициентов, взятых из действующих нормативных документов. Все описательные характеристики грунтов и способов устройства фундаментов задаются с помощью выпадающих меню выбора. Вся работа расчетчика сводится к заполнению активных окошек и выбору подходящих характеристик, после чего нажимается кнопка "Расчет" и он получает необходимый результат. При этом имеется возможность вариации типов и способов устройства фундаментов. Все общие исходные данные при переходе от одного типа к другому остаются в активных окошках.
С целью уменьшения вводимых исходных данных используется диалоговый режим работы. Если расчет пошел по пути, где требуются дополнительные данные, на экране появляется новая форма с наименованием новых данных и окошками для их ввода. После нажатия кнопки ОК расчет продолжается. Теория расчета взята из действующих на момент разработки программы СНиПов.
Общий вид окна меню программы представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Общий вид меню программы «Фундамент»
По программе можно подобрать подошву с оптимальными размерами ленточного, столбчатого фундамента или подпорной стены на заданные нагрузки в уровне оголовка. Подбор столбчатого фундамента может быть произведен как по заданному соотношению сторон, так и по серии монолитных фундаментов 1.412-1. Собственный вес конструкции фундамента и вес грунта на его обрезах учитывается автоматически.
По программе можно проверить заданный фундамент на предмет достаточности его несущей способности на указанную нагрузку. (Собственный вес фундамента так же учитывается автоматически).
Программа имеет возможность подбора и проверки подошвы по трем различным условиям прочности, а именно: по расчету по деформациям, по прочности грунтового основания и по расчету на сдвиг подошвы.
В программе также реализован подбор и проверка фундамента на сейсмические нагрузки.
При расчете по деформациям подбор подошвы фундамента осуществляется одновременно по двум параметрам – по недопустимости предельного напряжения под подошвой фундамента и по недопустимости отрыва подошвы более 25 % ее площади.
Программа осуществляет расчёт осадки, просадки и крена фундаментов на естественном основании. Осадка может быть определена с учетом влияния соседних фундаментов.
3 РАСЧЁТ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ФУНДАМЕНТА В ПРОГРАММЕ «ФУНДАМЕНТ»
Для правильного расчета необходимо заполнить все окошки исходными данными для расчета, а затем щелкнуть левой кнопкой мыши на кнопке “Расчет”. Кнопка “Меню” в окне исходных данных для расчета приводит к возвращению в главное окно, кнопка “Выход” приводит к выходу из программы. Если некоторые необходимые исходные данные не будут введены, расчет не начнется.
На рисунке 2 приведено окно расчета ленточного монолитного фундамента на естественном основании.
Вначале указывается тип грунта в основании фундамента, способ определения характеристик грунта, тип расчета, способ расчета. Затем следует выбрать нужную конструктивную схему здания, высоту фундамента, глубину заложения фундамента от уровня планировки.
Характеристики грунтов следует задавать как для расчета по I предельному состоянию, с коэффициентом доверительной вероятности 0.95. Нагрузки на фундамент следует задавать Расчетные.
В нижней части окна расположена панель способа расчета. При отметке на одном из способов подбор или проверка заданного фундамента будут произведены только по отмеченному способу расчета. Если отметки проставить на всех способах одновременно, то расчет будет произведен по всем трем способам с указанием при подборе подошвы максимальной ширины или максимальных размеров подошвы.
При наличии подвала следует поставить галку на данном указателе. При этом активизируется кнопка с Дополнительными данными по подвалу (рисунок 3).
Следует щелкнуть мышкой на этой кнопке и в открывшейся на экране форме ввести все требуемые данные (рисунок 4): высоту грунта выше подошвы фундамента, давление от 1 м 2 пола подвала, глубину подвала, ширину подвала, какой фундамент подлежит расчету под среднюю или крайнюю стену, нагрузку на отмостку, выбрать расчетную схему фундамента в плоскости подпора грунта. Если необходимые исходные данные не будут введены, расчет не начнется.
Коэффициент надежности по нагрузке проставляет пользователь в виде некоторой усредненной величины для перевода расчетной нагрузки для расчета по 1 предельному состоянию в нормативную нагрузку. Коэффициент надежности по грунту (условий работы) учитывается автоматически, исходя из типа грунта в основании фундамента. Коэффициент, учитывающий класс ответственности сооружения принят единый, соответствующий средней степени ответственности.
При расчете подпорных стен грунт засыпки принят тот же, что и под подошвой подпорной стены с применением переходных коэффициентов на все механические характеристики грунта в засыпке. Коэффициент уплотнения грунта принят 0.95.
После расчета появится окно с результатами расчета (рисунок 6). Если расчет по введенным исходным данным невозможен, появится сообщение, в котором будет указано, по какой именно причине невозможен расчет. В этом случае следует внести поправки в исходные данные и повторить попытку расчета (рисунок 7) [3].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа с программой «Фундамент» максимально облегчена. Пользование программой заключается в заполнении активных окошек и нажатии на кнопку «Расчет». Необходимая информация по теоретической части расчетов содержится в справке к каждому конкретному расчету.
Программа может служить постоянным помощником инженера конструктора, к которому всегда можно обратиться в процессе конструирования, не покидая среды ACAD быстро просчитать конкретный фундамент на конкретную нагрузку. Но при этом имеется возможность создать красивый отчет о проделанной работе, зафиксировав результаты расчета в файле *.doc тестового редактора MS Word, распечатав их на бумаге[4].
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Долматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений. Долматов Б.И., Морарескул Н.Н., Иовчук А.Т., Науменко В.Г. М.: «Высш. школа», 1969. - 296 с.
2. Электронный источник: http://www.basegroup.su/index.php?Page=found.html3. Аллилуев В.Н. Методические указания по выполнению расчетной работы с использованием программы «Фундамент». – Губкин, ГИ(ф). – 2006.
4. Использование информационных технологий при изучении дисциплин «Инженерная геология», «Механика грунтов», «Основания и фундаменты»: Методические указания для студентов всех специальностей и направлений подготовки / Сост.: И.Т. Мирсаяпов, Д.М. Нуриева, P.P. Хасанов, А.О. Попов, Д.А. Артемьев. – Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.- строит. ун-та, 2013. – 60 с.