Дополнительные вертикальные напряжения от нагрузки определяются по методу

Дополнительные вертикальные напряжения от нагрузки определяются по методу

Определение осадки методом послойного суммирования. В методе послойного суммирования приняты следующие допущения:

  • – осадка основания вызывается дополнительным давлением р , равным полному давлению под подошвой фундамента р за вычетом вертикального нормального напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента: р = р – σzg,0 (при планировке срезкой принимается σzg,0 = γ´d , при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzg,0 = γ´dn , где γ´ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d и dn — глубина заложения фундамента от уровня планировки и природного рельефа);
  • – распределение по глубине дополнительных вертикальных нормальных напряжений σzp от внешнего давления р принимается по теории линейно-деформируемой среды как в однородном основании (см. п. 5.2);
  • – при подсчете осадок основание делится на «элементарные» слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения σzp , действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя;
  • – сжимаемая толща основания ограничивается глубиной z = Нс , где выполняется условие

Если найденная по условию (5.59) нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е z = Hc , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия σzp = 0,1σzg .

Осадка основания s методом послойного суммирования определяется по формуле

где β — безразмерный коэффициент, равный 0,8; σzp,i — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i -м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi и Еi — соответственно толщина и модуль деформации i -го слоя грунта; n — число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.26.

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через центр рассматриваемого фундамента, на глубине z от его подошвы определяются:

σzp — от дополнительного давления р под подошвой рассчитываемого фундамента [см. формулу (5.12)]; σzp,A — от дополнительного давления рj под подошвой j -го влияющего фундамента методом угловых точек по формуле (5.18).

Суммарное дополнительное напряжение по оси рассчитываемого фундамента с учетом влияния нагрузок от соседних фундаментов определяется по формуле (5.19).

Пример 5.12. Рассчитать осадку фундамента Ф-1 здания с гибкой конструктивной схемой с учетом влияния нагрузки на фундамент Ф-2 по условиям примера 5.2 (см. рис. 5.11) при следующих данных. С поверхности до глубины h + h1 = 6 м залегает песок пылеватый со следующими характеристиками, принятыми по справочным таблицам (см. гл. 1): γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 17,8 кН/м 3 ; ω = 0,14; е = 0,67; сII = 4 кПа; φII = 30°; E = 18 000 кПа. Ниже залегает песок мелкий с характеристиками: γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 19,9 кН/м 3 ; ω = 0,21; е = 0,62; сII = 2 кПа; φII = 32°; E = 28 000 кПа. Уровень подземных вод находится на глубине 6,8 м от поверхности. Суммарная нагрузка на основание от каждого фундамента (с учетом его веса) N = 5,4 МН.

Решение. По формуле (5.21) удельный вес песка мелкого с учетом взвешивающего действия воды

γsb = (26,6 – 10)/(1 + 0,62) = 10,2 кН/м 3 .

По табл. 5.11 находим: γc1 = 1,2 и γc2 = 1. По табл. 5.12 при φII = 30° находим: Mγ = 1,15; Мq = 5,59; Мc = 7,95. Поскольку характеристики грунта приняты по таблицам, k = 1,1.

кПа.

Среднее давление под подошвой

р = 5400/4 2 = 338 кПа R = 341 кПа;

Читайте также: Варта блю динамик напряжение

дополнительное давление на основание

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения в основании фундаментов Ф-1 и Ф-2 подсчитаны в примере 5.2, приведены в табл. 5.6 и показаны на рис. 5.11. Дополняем табл. 5.6 подсчетом напряжений от собственного веса грунтов σzg для определения нижней границы сжимаемой толщи (табл. 5.16).

Из табл. 5.16 видно, что нижняя граница сжимаемой толщи под фундаментом Ф-1 находится на глубине z1 = 8,0 м (при учете нагрузки только на этот фундамент) и на глубине z2 = 8,8 м (при учете влияния фундамента Ф-2).

ТАБЛИЦА 5.16. К ПРИМЕРУ 5.12
z , м σzp1 σzp2 σzp σzg 0,2 σzg E
300 300 36 7 18 000
0,8 288 288 50 10
1,6 240 240 64 13
2,4 182 1 183 78 16
3,2 135 2 137 93 19
4,0 101 3 104 107 21
4,8 77 4 81 123 25 28 000
5,6 60 5 65 131 26
6,4 48 6 54 139 28
7,2 39 6 45 147 29
8,0 32 7 39 156 31
8,8 27 7 34 164 33

Примечание. Значения напряжений и модуля даны в кПа.

Определяем осадку фундамента Ф-1 по формуле (5.60):

0,033 м = 3,3 см.

0,035 м = 3,5 см.

Определение осадки основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя.

Средняя осадка фундамента на слое конечной толщины (рис. 5.27) определяется по формуле [4]

где р — среднее давление под подошвой фундамента; b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента; kc и km — коэффициенты, принимаемые по табл. 5.17 и 5.18; n — число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя H ; ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по табл. 5.19 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошвы и кровля i -го слоя (соответственно ζi = 2zi/b и ζi-1 = 2zi-1/b) ; Ei — модуль деформации i -го слоя грунта.

Формула (5.61) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

ТАБЛИЦА 5.17. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА kc

Относительная толщина слоя ζ´ = 2H/b kс
0 ζ´ ≤ 0,5 1,5
0,5 ζ´ ≤ l 1,4
1 ζ´ ≤ 2 1,3
2 ζ´ ≤ 3 1,2
3 ζ´ ≤ 5 1,1
ζ´ > 5 1,0

ТАБЛИЦА 5.18. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА km

Расчетная толщина линейно-деформируемого слоя H (см. рис. 6.27) принимается до кровли малосжимаемого грунта (см. п. 5.1), а при ширине (диаметре) фундамента b > 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания E > 10 МПа вычисляется по формуле

где H и ψ — принимаются соответственно равными для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15, а сложенных песчаными грунтами 6 м и 0,1; kp — коэффициент, принимаемый; kp = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента p = 100 кПа; kp = 1,2 при р = 500 кПа; при промежуточных значениях — по интерполяции.

Если основание сложено и пылевато-глинистыми, и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

где Нs — толщина слоя, вычисленная по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами; hci — суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины Hci равной значению Н , вычисленному по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

ТАБЛИЦА 5.19. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА k

ζ = 2z/b k для фундаментов
круглых прямоугольных с соотношением сторон η = l/b ленточных ( η ≥ 10)
1 1,4 1,8 2,4 3,2 5
0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
0,4 0,090 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,104
0,8 0,179 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,208
1,2 0,266 0,299 0,300 0,300 0,300 0,300 0,300 0,311
1,6 0,348 0,380 0,394 0,397 0,397 0,397 0,397 0,412
2,0 0,411 0,446 0,472 0,482 0,486 0,486 0,486 0,511
2,4 0,461 0,499 0,538 0,556 0,565 0,567 0,567 0,605
2,8 0,501 0,542 0,592 0,618 0,635 0,640 0,640 0,687
3,2 0,532 0,577 0,637 0,671 0,696 0,707 0,709 0,763
3,6 0,558 0,606 0,676 0,717 0,750 0,768 0,772 0,831
4,0 0,579 0,630 0,708 0,756 0,796 0,820 0,830 0,892
4,4 0,596 0,650 0,735 0,789 0,837 0,867 0,883 0,949
4,8 0,611 0,668 0,759 0,819 0,873 0,908 0,932 1,001
5,2 0,624 0,683 0,780 0,834 0,904 0,948 0,977 1,050
5,6 0,635 0,697 0,798 0,867 0,933 0,981 1,018 1,095
6,0 0,645 0,708 0,814 0,887 0,958 1,011 1,056 1,138
6,4 0,653 0,719 0,828 0,904 0,980 1,031 1,090 1,178
6,8 0,661 0,728 0,841 0,920 1,000 1,065 1,122 1,215
7,2 0,668 0,736 0,852 0,935 1,019 1,088 1,152 1,251
7,6 0,674 0,744 0,863 0,948 1,036 1,109 1,180 1,285
8,0 0,679 0,751 0,872 0,960 1,051 1,128 1,205 1,316
8,4 0,684 0,757 0,881 0,970 1,065 1,146 1,229 1,347
8,8 0,689 0,762 0,888 0,980 1,078 1,162 1,251 1,376
9,2 0,693 0,768 0,896 0,989 1,089 1,178 1,272 1,404
9,6 0,697 0,772 0,902 0,998 1,100 1,192 1,291 1,431
10,0 0,700 0,777 0,908 1,005 1,110 1,205 1,309 1,456
11,0 0,705 0,786 0,922 1,022 1,132 1,233 1,349 1,506
12,0 0,710 0,794 0,933 1,037 1,151 1,257 1,384 1,550

Читайте также: Как проверить напряжение в проводах мультиметром сети 220в

Примечание. При промежуточных значениях ζ и η коэффициент k определяется по интерполяции.

Значение Н , найденное по формулам (5.62) и (5.63), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации E H и толщина его не превышает 0,2 H . При большей толщине слоя такого грунта, а также если лежащие выше слои имеют модуль деформации E р = 0,3 МПа, если плита опирается на слой песка толщиной 5 м с модулем деформации E = 30 МПа, который подстилается моренным суглинком, имеющим Е = 40 МПа.

Решение. Расчетную толщину слои определяем но формуле (5.62) для двух случаев: основание сложено только песчаными и только пылевато-глинистыми грунтами (при р = 0,3 МПа коэффициент kр = 1):

При ζ´ = 2 · 10/20 = 1 по табл. 5.17 kc = 1,4; при Е > 10 МПа и b > 15 м по табл. 5.18 коэффициент km = 1,5.

Определяем коэффициенты ki по табл. 5.19, учитывая, что η = 100/20 = 5:

м = 4 см.

Осадки центра, середин сторон и угловых точек прямоугольной площади размером b×l при действии на нее равномерного давления р определяются по формуле [2]:

где E — модуль деформации грунта основания, принимаемый средним в пределах сжимаемой толщи; k´ = k коэффициент, принимаемый по табл. 5.20 для центра прямоугольника; k´ = k1 — то же, для середины большей стороны; k´ = k2 — то же, для середины меньшей стороны; k´ = k3 — то же, для угловой точки.

Осадки поверхности основания при действии на него равномерного давления р по круглой площадке радиусом r на расстоянии R от центра этой площадки также можно определить по формуле (5.64), в которой коэффициент k´ = kr принимается по табл. 5.21 [2]. Указанным способом допускается определять осадки поверхности основания за пределами жесткого круглого фундамента.

Влияние на осадку рассчитываемого фундамента других фундаментов, нагрузок на полы и т.п. может быть оценено по формуле (5.64) с использованием схемы фиктивных фундаментов аналогично определению напряжений в основании методом угловых точек либо с помощью ЭВМ по стандартной программе. Дополнительную осадку рассчитываемого фундамента от влияния других фундаментов допускается принимать равной дополнительной осадке его центра.

Читайте также: Преобразователь напряжения в грузовик

ТАБЛИЦА 5.20. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ k , k1, k2, k3

η ζ´ = 2H/b k k1 k2 k3 η ζ´ = 2H/b k k1 k2 k3
1 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,236
0,464
0,701
0,801
0,892
0,928
0,955		 0,045
0,109
0,236
0,436
0,482
0,564
0,601
0,628		 0,045
0,109
0,236
0,436
0,482
0,564
0,601
0,628		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,305
0,380
0,416
0,444		 3 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,801
1,019
1,238
1,338
1,420		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,855
0,955
1,037		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,510
0,656
0,742
0,815		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,325
0,460
0,545
0,617
1,5 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,773
0,910
1,037
1,092
1,137		 0,045
0,109
0,236
0,446
0,564
0,682
0,737
0,783		 0,045
0,108
0,231
0,404
0,508
0,617
0,669
0,712		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,323
0,426
0,478
0,518		 5 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,454
0,801
1,028
1,310
1,456
1,592		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,919
1,065
1,192		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,511
0,656
0,752
0,852		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,326
0,462
0,555
0,652
2 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,792
0,974
1,128
1,201
1,265		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,610
0,755
0,837
0,883		 0,044
0,107
0,225
0,403
0,514
0,641
0,708
0,762		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,324
0,448
0,512
0,565		 10 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,801
1,028
1,319
1,492
1,702		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,928
1,110
1,310		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,511
0,658
0,756
0,858		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,326
0,463
0,558
0,659

ТАБЛИЦА 5.21. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА kr

ζ´ = H/r kr при ρ = R/r
0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 5
0,25 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05
0,5 0,24 0,24 0,23 0,22 0,11 0,01
0,75 0,35 0,35 0,34 0,29 0,16 0,03 0,01
1 0,45 0,44 0,42 0,35 0,21 0,07 0,02
1,5 0,58 0,57 0,53 0,45 0,28 0,13 0,07 0,02
2 0,65 0,64 0,60 0,52 0,34 0,17 0,10 0,04 0,01
3 0,74 0,73 0,68 0,59 0,41 0,23 0,16 0,08 0,04 0,02
5 0,81 0,79 0,74 0,66 0,47 0,30 0,22 0,13 0,09 0,06 0,02 0,01
7 0,84 0,82 0,77 0,69 0,50 0,33 0,24 0,15 0,11 0,08 0,04 0,02
10 0,85 0,83 0,79 0,71 0,52 0,35 0,27 0,18 0,13 0,10 0,06 0,04
∞ 0,91 0,89 0,84 0,76 0,58 0,40 0,32 0,23 0,18 0,15 0,11 0,09

ТАБЛИЦА 5.22. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ω

Форма загруженной площади η ω для определения
осадки равномерно загруженной площади осадки абсолютно жесткого фундамента ωconst
в угловой точке ωc в центре ω в средней ωm
Прямоугольная 1 0,5 ω 1,12 0,95 0,88
1,5 1,36 1,15 1,08
2 1,53 1,30 1,22
3 1,78 1,53 1,44
4 1,96 1,70 1,61
5 2,10 1,83 1,72
6 2,23 1,96 1,83
7 2,33 2,04 1,92
8 2,42 2,12 2,00
9 2,49 2.19 2,06
10 2,53 2,25 2,12
Круглая – 0,64 1,00 0,85 0,79

Определение осадки путем непосредственного применения теории линейно-деформируемой среды. Для предварительной оценки осадок фундаментов допускается пользоваться формулой

где ω — коэффициент, принимаемый по табл. 5.22; v — коэффициент Пуассона.

Во всех случаях формула (5.65) приводит к преувеличению расчетных осадок (по сравнению с методами, рекомендуемыми нормами). Достаточно удовлетворительные результаты эта формула дает при ширине фундамента b η = l/b

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

    • Напряжение
    • Реле
    • Трансформатор
    • Что такое рекуперация на электровозе
    • Чем отличается электровоз от тепловоза
    • Чем глушитель отличается от резонатора
    • Стойки стабилизатора как определить неисправность
    • Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

    Напряжение от дополнительного давления

    В практике необходимо знать напряжение по оси фундамента, что является достаточным для определения максимальной величины осадки. Поэтому осевое напряжение в грунте называют дополнительным, т.е. давление от фундамента и вышележащих конструкций. Проходит через центр подошвы фундамента. Определяется по формуле: где α- коэффициент, принимаемый по таблице 1, приложение 2 СНиП И зависящий от формы подошвы фундамента и относительной глубины заложения элементарного слоя грунта, равной

    Дополнительное напряжение на уровне подошвы фундамента (т.е. давление под подошвой фундамента) определяется:

    где σmt — среднее давление под подошвой фундамента;

    ,

    hi =0,2b — толщина элементарного слоя грунта,

    γi = pig — удельный вес слоя грунта.

    Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие. 0,2 σzgi=σzpi

    NL(или DL)- отметка поверхности природного рельефа(отметка планировки), FL – отметка подошвы фундамента, В.С. – нижняя граница сжимаемой толщи,dn — глубина заложения фундамента от уровня природного рельефа, σzg и σzgo — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы, σzp и σzp — дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки (фундамента и вышележащих конструкций) на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы.

    14. Напряжение от собственного веса в грунте.

    Это напряжение называют природным или бытовым давлением в грунте. Его величина связана с плотностью сложения грунта и оценивается количественно через удельный вес грунта γ=g∙ρ

    Для однородной грунтовой среды природное давление определяется как

    ,hi =0,2b — толщина элементарного слоя грунта,

    γi = pig — удельный вес слоя грунта. (g=10)

    γSB— удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

    e — природное значение коэффициента пористости

    На практике чаще всего необходимо знать напряжение по оси фундамента, что является достаточным для определения максимальной величины осадки, поэтому осевое напряжение в грунте называют дополнительным давлением.

    Понятие о сдвиге в грунте.

    Сопротивление грунта срезу вызывается сопротивлением междучастичных связей, зависящим от прикладываемого давления. Прочность связей зависит от вида грунта, его влажности и плотности.

    Разница между срезом и сдвигом: Срез происходит по определенной поверхности. Деформация сдвига захватывает некоторый объем и связана с перекашиванием прямоугольного элемента. Под прямым срезом в механике грунтов понимается срез, изображенный на рис.М.11.2, однако часто под сдвигом понимается и прямой срез, а эти понятия отождествляются.

    Сопротивление сдвигу одного и того же грунта непостоянно и зависит от физического состояния грунта — степени нерушимости естественной структуры, плотности, влажности, а также от условий производства испытаний (конструкция прибора, размеры образца, скорость сдвига и т. д.). Для получения наиболее достоверных данных испытания на сдвиг должны всегда проводиться в условиях, максимально приближающихся к условиям работы грунта под сооружением или в самом сооружении.

    Показатели сопротивления грунта сдвигу определяются различными способами, среди которых можно выделить три группы:

    1) способы определения сопротивления сдвигу по одной или двум заранее фиксированным плоскостям в сдвиговых приборах; 2) способы определения сопротивления сдвигу путем раздавливания при одноосном и трехосном сжатии; 3) способ определения сопротивления сдвигу по углу естественного откоса.

    Способы первой группы могут быть в свою очередь разделены на две подгруппы:

    а) способы поперечного сдвига с конечной плоскостью сдвига;

    б) способы кольцевого сдвига с бесконечной (замкнутой) плоскостью сдвига.

    Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

    Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

    Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

    5.5.4. Расчет деформаций основания (ч. 1)

    А. ОСАДКИ ФУНДАМЕНТОВ

    Определение осадки методом послойного суммирования. В методе послойного суммирования приняты следующие допущения:

    • – осадка основания вызывается дополнительным давлением р , равным полному давлению под подошвой фундамента р за вычетом вертикального нормального напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента: р = р – σzg,0 (при планировке срезкой принимается σzg,0 = γ´d , при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzg,0 = γ´dn , где γ´ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d и dn — глубина заложения фундамента от уровня планировки и природного рельефа);
    • – распределение по глубине дополнительных вертикальных нормальных напряжений σzp от внешнего давления р принимается по теории линейно-деформируемой среды как в однородном основании (см. п. 5.2);
    • – при подсчете осадок основание делится на «элементарные» слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения σzp , действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя;
    • – сжимаемая толща основания ограничивается глубиной z = Нс , где выполняется условие

    Читайте также: Симисторный регулятор напряжения 2000вт 220в преобразователи питания

    Если найденная по условию (5.59) нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е z = Hc , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия σzp = 0,1σzg .

    Осадка основания s методом послойного суммирования определяется по формуле

    где β — безразмерный коэффициент, равный 0,8; σzp,i — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i -м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi и Еi — соответственно толщина и модуль деформации i -го слоя грунта; n — число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

    При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.26.

    Дополнительные вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через центр рассматриваемого фундамента, на глубине z от его подошвы определяются:

    σzp — от дополнительного давления р под подошвой рассчитываемого фундамента [см. формулу (5.12)]; σzp,A — от дополнительного давления рj под подошвой j -го влияющего фундамента методом угловых точек по формуле (5.18).

    Суммарное дополнительное напряжение по оси рассчитываемого фундамента с учетом влияния нагрузок от соседних фундаментов определяется по формуле (5.19).

    Пример 5.12. Рассчитать осадку фундамента Ф-1 здания с гибкой конструктивной схемой с учетом влияния нагрузки на фундамент Ф-2 по условиям примера 5.2 (см. рис. 5.11) при следующих данных. С поверхности до глубины h + h1 = 6 м залегает песок пылеватый со следующими характеристиками, принятыми по справочным таблицам (см. гл. 1): γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 17,8 кН/м 3 ; ω = 0,14; е = 0,67; сII = 4 кПа; φII = 30°; E = 18 000 кПа. Ниже залегает песок мелкий с характеристиками: γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 19,9 кН/м 3 ; ω = 0,21; е = 0,62; сII = 2 кПа; φII = 32°; E = 28 000 кПа. Уровень подземных вод находится на глубине 6,8 м от поверхности. Суммарная нагрузка на основание от каждого фундамента (с учетом его веса) N = 5,4 МН.

    Решение. По формуле (5.21) удельный вес песка мелкого с учетом взвешивающего действия воды

    γsb = (26,6 – 10)/(1 + 0,62) = 10,2 кН/м 3 .

    По табл. 5.11 находим: γc1 = 1,2 и γc2 = 1. По табл. 5.12 при φII = 30° находим: Mγ = 1,15; Мq = 5,59; Мc = 7,95. Поскольку характеристики грунта приняты по таблицам, k = 1,1.

    кПа.

    Среднее давление под подошвой

    р = 5400/4 2 = 338 кПа R = 341 кПа;

    дополнительное давление на основание

    Дополнительные вертикальные нормальные напряжения в основании фундаментов Ф-1 и Ф-2 подсчитаны в примере 5.2, приведены в табл. 5.6 и показаны на рис. 5.11. Дополняем табл. 5.6 подсчетом напряжений от собственного веса грунтов σzg для определения нижней границы сжимаемой толщи (табл. 5.16).

    Из табл. 5.16 видно, что нижняя граница сжимаемой толщи под фундаментом Ф-1 находится на глубине z1 = 8,0 м (при учете нагрузки только на этот фундамент) и на глубине z2 = 8,8 м (при учете влияния фундамента Ф-2).

    ТАБЛИЦА 5.16. К ПРИМЕРУ 5.12
    z , м σzp1 σzp2 σzp σzg 0,2 σzg E
    300 300 36 7 18 000
    0,8 288 288 50 10
    1,6 240 240 64 13
    2,4 182 1 183 78 16
    3,2 135 2 137 93 19
    4,0 101 3 104 107 21
    4,8 77 4 81 123 25 28 000
    5,6 60 5 65 131 26
    6,4 48 6 54 139 28
    7,2 39 6 45 147 29
    8,0 32 7 39 156 31
    8,8 27 7 34 164 33

    Примечание. Значения напряжений и модуля даны в кПа.

    Определяем осадку фундамента Ф-1 по формуле (5.60):

    0,033 м = 3,3 см.

    0,035 м = 3,5 см.

    Определение осадки основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя.

    Средняя осадка фундамента на слое конечной толщины (рис. 5.27) определяется по формуле [4]

    где р — среднее давление под подошвой фундамента; b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента; kc и km — коэффициенты, принимаемые по табл. 5.17 и 5.18; n — число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя H ; ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по табл. 5.19 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошвы и кровля i -го слоя (соответственно ζi = 2zi/b и ζi-1 = 2zi-1/b) ; Ei — модуль деформации i -го слоя грунта.

    Читайте также: 361 3702 регулятор напряжения аналоги

    Формула (5.61) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

    ТАБЛИЦА 5.17. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА kc

    Относительная толщина слоя ζ´ = 2H/b kс
    0 ζ´ ≤ 0,5 1,5
    0,5 ζ´ ≤ l 1,4
    1 ζ´ ≤ 2 1,3
    2 ζ´ ≤ 3 1,2
    3 ζ´ ≤ 5 1,1
    ζ´ > 5 1,0

    ТАБЛИЦА 5.18. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА km

    Расчетная толщина линейно-деформируемого слоя H (см. рис. 6.27) принимается до кровли малосжимаемого грунта (см. п. 5.1), а при ширине (диаметре) фундамента b > 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания E > 10 МПа вычисляется по формуле

    где H и ψ — принимаются соответственно равными для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15, а сложенных песчаными грунтами 6 м и 0,1; kp — коэффициент, принимаемый; kp = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента p = 100 кПа; kp = 1,2 при р = 500 кПа; при промежуточных значениях — по интерполяции.

    Если основание сложено и пылевато-глинистыми, и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

    где Нs — толщина слоя, вычисленная по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами; hci — суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины Hci равной значению Н , вычисленному по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

    ТАБЛИЦА 5.19. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА k

    ζ = 2z/b k для фундаментов
    круглых прямоугольных с соотношением сторон η = l/b ленточных ( η ≥ 10)
    1 1,4 1,8 2,4 3,2 5
    0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
    0,4 0,090 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,104
    0,8 0,179 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,208
    1,2 0,266 0,299 0,300 0,300 0,300 0,300 0,300 0,311
    1,6 0,348 0,380 0,394 0,397 0,397 0,397 0,397 0,412
    2,0 0,411 0,446 0,472 0,482 0,486 0,486 0,486 0,511
    2,4 0,461 0,499 0,538 0,556 0,565 0,567 0,567 0,605
    2,8 0,501 0,542 0,592 0,618 0,635 0,640 0,640 0,687
    3,2 0,532 0,577 0,637 0,671 0,696 0,707 0,709 0,763
    3,6 0,558 0,606 0,676 0,717 0,750 0,768 0,772 0,831
    4,0 0,579 0,630 0,708 0,756 0,796 0,820 0,830 0,892
    4,4 0,596 0,650 0,735 0,789 0,837 0,867 0,883 0,949
    4,8 0,611 0,668 0,759 0,819 0,873 0,908 0,932 1,001
    5,2 0,624 0,683 0,780 0,834 0,904 0,948 0,977 1,050
    5,6 0,635 0,697 0,798 0,867 0,933 0,981 1,018 1,095
    6,0 0,645 0,708 0,814 0,887 0,958 1,011 1,056 1,138
    6,4 0,653 0,719 0,828 0,904 0,980 1,031 1,090 1,178
    6,8 0,661 0,728 0,841 0,920 1,000 1,065 1,122 1,215
    7,2 0,668 0,736 0,852 0,935 1,019 1,088 1,152 1,251
    7,6 0,674 0,744 0,863 0,948 1,036 1,109 1,180 1,285
    8,0 0,679 0,751 0,872 0,960 1,051 1,128 1,205 1,316
    8,4 0,684 0,757 0,881 0,970 1,065 1,146 1,229 1,347
    8,8 0,689 0,762 0,888 0,980 1,078 1,162 1,251 1,376
    9,2 0,693 0,768 0,896 0,989 1,089 1,178 1,272 1,404
    9,6 0,697 0,772 0,902 0,998 1,100 1,192 1,291 1,431
    10,0 0,700 0,777 0,908 1,005 1,110 1,205 1,309 1,456
    11,0 0,705 0,786 0,922 1,022 1,132 1,233 1,349 1,506
    12,0 0,710 0,794 0,933 1,037 1,151 1,257 1,384 1,550

    Примечание. При промежуточных значениях ζ и η коэффициент k определяется по интерполяции.

    Значение Н , найденное по формулам (5.62) и (5.63), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации E H и толщина его не превышает 0,2 H . При большей толщине слоя такого грунта, а также если лежащие выше слои имеют модуль деформации E р = 0,3 МПа, если плита опирается на слой песка толщиной 5 м с модулем деформации E = 30 МПа, который подстилается моренным суглинком, имеющим Е = 40 МПа.

    Решение. Расчетную толщину слои определяем но формуле (5.62) для двух случаев: основание сложено только песчаными и только пылевато-глинистыми грунтами (при р = 0,3 МПа коэффициент kр = 1):

    При ζ´ = 2 · 10/20 = 1 по табл. 5.17 kc = 1,4; при Е > 10 МПа и b > 15 м по табл. 5.18 коэффициент km = 1,5.

    Определяем коэффициенты ki по табл. 5.19, учитывая, что η = 100/20 = 5:

    м = 4 см.

    Осадки центра, середин сторон и угловых точек прямоугольной площади размером b×l при действии на нее равномерного давления р определяются по формуле [2]:

    Читайте также: Сопротивление резистора формула через напряжение

    где E — модуль деформации грунта основания, принимаемый средним в пределах сжимаемой толщи; k´ = k коэффициент, принимаемый по табл. 5.20 для центра прямоугольника; k´ = k1 — то же, для середины большей стороны; k´ = k2 — то же, для середины меньшей стороны; k´ = k3 — то же, для угловой точки.

    Осадки поверхности основания при действии на него равномерного давления р по круглой площадке радиусом r на расстоянии R от центра этой площадки также можно определить по формуле (5.64), в которой коэффициент k´ = kr принимается по табл. 5.21 [2]. Указанным способом допускается определять осадки поверхности основания за пределами жесткого круглого фундамента.

    Влияние на осадку рассчитываемого фундамента других фундаментов, нагрузок на полы и т.п. может быть оценено по формуле (5.64) с использованием схемы фиктивных фундаментов аналогично определению напряжений в основании методом угловых точек либо с помощью ЭВМ по стандартной программе. Дополнительную осадку рассчитываемого фундамента от влияния других фундаментов допускается принимать равной дополнительной осадке его центра.

    ТАБЛИЦА 5.20. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ k , k1, k2, k3

    η ζ´ = 2H/b k k1 k2 k3 η ζ´ = 2H/b k k1 k2 k3
    1 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,236
    0,464
    0,701
    0,801
    0,892
    0,928
    0,955    		 0,045
    0,109
    0,236
    0,436
    0,482
    0,564
    0,601
    0,628    		 0,045
    0,109
    0,236
    0,436
    0,482
    0,564
    0,601
    0,628    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,305
    0,380
    0,416
    0,444    		 3 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,227
    0,464
    0,801
    1,019
    1,238
    1,338
    1,420    		 0,045
    0,109
    0,227
    0,464
    0,655
    0,855
    0,955
    1,037    		 0,045
    0,107
    0,225
    0,400
    0,510
    0,656
    0,742
    0,815    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,325
    0,460
    0,545
    0,617
    1,5 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,227
    0,464
    0,773
    0,910
    1,037
    1,092
    1,137    		 0,045
    0,109
    0,236
    0,446
    0,564
    0,682
    0,737
    0,783    		 0,045
    0,108
    0,231
    0,404
    0,508
    0,617
    0,669
    0,712    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,323
    0,426
    0,478
    0,518    		 5 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,227
    0,454
    0,801
    1,028
    1,310
    1,456
    1,592    		 0,045
    0,109
    0,227
    0,464
    0,655
    0,919
    1,065
    1,192    		 0,045
    0,107
    0,225
    0,400
    0,511
    0,656
    0,752
    0,852    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,326
    0,462
    0,555
    0,652
    2 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,227
    0,464
    0,792
    0,974
    1,128
    1,201
    1,265    		 0,045
    0,109
    0,227
    0,464
    0,610
    0,755
    0,837
    0,883    		 0,044
    0,107
    0,225
    0,403
    0,514
    0,641
    0,708
    0,762    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,324
    0,448
    0,512
    0,565    		 10 0,2
    0,5
    1
    2
    3
    5
    7
    10    		 0,091
    0,227
    0,464
    0,801
    1,028
    1,319
    1,492
    1,702    		 0,045
    0,109
    0,227
    0,464
    0,655
    0,928
    1,110
    1,310    		 0,045
    0,107
    0,225
    0,400
    0,511
    0,658
    0,756
    0,858    		 0,024
    0,056
    0,115
    0,231
    0,326
    0,463
    0,558
    0,659

    ТАБЛИЦА 5.21. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА kr

    ζ´ = H/r kr при ρ = R/r
    0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 5
    0,25 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05
    0,5 0,24 0,24 0,23 0,22 0,11 0,01
    0,75 0,35 0,35 0,34 0,29 0,16 0,03 0,01
    1 0,45 0,44 0,42 0,35 0,21 0,07 0,02
    1,5 0,58 0,57 0,53 0,45 0,28 0,13 0,07 0,02
    2 0,65 0,64 0,60 0,52 0,34 0,17 0,10 0,04 0,01
    3 0,74 0,73 0,68 0,59 0,41 0,23 0,16 0,08 0,04 0,02
    5 0,81 0,79 0,74 0,66 0,47 0,30 0,22 0,13 0,09 0,06 0,02 0,01
    7 0,84 0,82 0,77 0,69 0,50 0,33 0,24 0,15 0,11 0,08 0,04 0,02
    10 0,85 0,83 0,79 0,71 0,52 0,35 0,27 0,18 0,13 0,10 0,06 0,04
    ∞ 0,91 0,89 0,84 0,76 0,58 0,40 0,32 0,23 0,18 0,15 0,11 0,09

    ТАБЛИЦА 5.22. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ω

    Форма загруженной площади η ω для определения
    осадки равномерно загруженной площади осадки абсолютно жесткого фундамента ωconst
    в угловой точке ωc в центре ω в средней ωm
    Прямоугольная 1 0,5 ω 1,12 0,95 0,88
    1,5 1,36 1,15 1,08
    2 1,53 1,30 1,22
    3 1,78 1,53 1,44
    4 1,96 1,70 1,61
    5 2,10 1,83 1,72
    6 2,23 1,96 1,83
    7 2,33 2,04 1,92
    8 2,42 2,12 2,00
    9 2,49 2.19 2,06
    10 2,53 2,25 2,12
    Круглая – 0,64 1,00 0,85 0,79

    Определение осадки путем непосредственного применения теории линейно-деформируемой среды. Для предварительной оценки осадок фундаментов допускается пользоваться формулой

    где ω — коэффициент, принимаемый по табл. 5.22; v — коэффициент Пуассона.

    Во всех случаях формула (5.65) приводит к преувеличению расчетных осадок (по сравнению с методами, рекомендуемыми нормами). Достаточно удовлетворительные результаты эта формула дает при ширине фундамента b η = l/b

    Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

      • Напряжение
      • Реле
      • Трансформатор
      • Что такое рекуперация на электровозе
      • Чем отличается электровоз от тепловоза
      • Чем глушитель отличается от резонатора
      • Стойки стабилизатора как определить неисправность
      • Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

      Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

      Осадка фундамента в сооружении – это вертикальное смещение осадки, в следствии деформации их основания под действием нагрузки от фундамента.

      Осадка оснований S, с использованием расчетной схемы линейно – деформируемой среды определяется методом послойного суммирования:

      где: в – безразмерный коэффициент = 0,8

      уzpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.

      hi и Еi – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

      n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.

      Суть метода послойного суммирования.

      Осадка грунта под действием нагрузки от сооружения определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта, такой толщины, для которой можно без большой погрешности принимать при расчетах средние значения, характеризующих грунты показателей.

      Толщу грунта под фундаментом разбиваем на полоски толщиной hi = 0,4b, на глубину 5b.

      Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле:

      где – коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: о = 2z/b при определении zp и о = z/b при определении zp,c;

      p0 = p – zg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание; (15)

      р – среднее давление под подошвой фундамента;

      zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается zg,0 = d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой zg,0 = dn, где / – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и dn – обозначены на рис.1).

      Рис.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL – отметка планировки; NL – отметка поверхности природного рельефа; FL – отметка подошвы фундамента; WL – уровень подземных вод; В,С – нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b ширина фундамента; р – среднее давление под подошвой фундамента; р0 – дополнительное давление на основание; zg и zg,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; zp и zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи.

      Вертикальное напряжение от собственного веса грунта zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:

      гi и hi – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

      Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды. Определили, что для данного случая водоупором является 4 слой – глина полутвердая с I = 0,19. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Нс, где выполняется условие уzр = 0,2уzg ( здесь уzр – дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое в соответствии с указаниями). Проверяем сечения: 1-1 с шириной подушки фундамента 1,6м, с подвалом; 2-2 с подушкой фундамента 2,4х2,4м, без подвала.

      Строим эпюру напряжений от собственного веса грунта.

      гsb = 9 ? 11(кН/м?) (16)

      гw = сw*q = 10 кН/м?

      q = 9,81м/с? ? 10 м/с?

      1 слой: с1 = 1,6(г/см?)

      г1 = с1*q = 1,6*10 = 16 (кН/м?)

      2 слой: г2 = с2*q = 1,89*10 = 18,9 (кН/м?)

      г2s = с2s*q = 2,66*10 = 26,6 (кН/м?)

      3 слой: г3s = с3s*q = 2,75*10 = 27,5(кН/м?)

      4 слой: г4s = с4s*q = 1,84*10 = 18,4(кН/м?)

      уzg1 = г1*h1 = 16*0,4 = 6,4(кПа)

      уzg2 = уzg1 + г2*h2 = 6,4 + 18,9*3,7 = 76,33(кПа)

      уzg3 = уzg2 + г2sb*h3 = 76,33 + 10,06*1,1 = 87,4(кПа)

      уzg4 = уzg3 + г3sb*h4 = 87,4 + 9,62*5,2 = 137,42(кПа)

      уzg4’= уzg4 + гw *hw = 137,42+ 10*6,3 = 200,42(кПа)

      уzg5 = уzg4 + г4*h5 = 137,42+ 18,4*7,9 = 282,78(кПа)

      уzр1 = 6,4*0,2 = 1,28(кПа)

      уzр2 = 76,33*0,2 = 15,27(кПа)

      уzр3 = 87,4*0,2 = 17,48(кПа)

      уzр4 = 137,42*0,2 = 27,48(кПа)

      уzр4’= 200,42*0,2 = 40,08(кПа)

      уzр5 = 282,78*0,2 = 56,56(кПа)

      Строим эпюру напряжений от ленточного фундамента с подвалом.

      Расчет произвели по формулам (14), (15), где p0 = p – zg,0 = 329,5- 18,9 = 310,6(кПа)

      Определение объема и веса грунта, лежащего на уступах фундамента

      Вес грунта определяют по формуле

      где Vrp — объем грунта, лежащего на ступенях фундамента, м 3 ;

      yip — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 ; если фундамент заложен в нескольких грунтах, то принимается средний вес грунта;

      уу= 1,2 — коэффициент надежности по нагрузке. iVrp.ii— собственный вес фундамента.

      Объем грунта равен

      где bn, ln, df— соответственно ширина, длина подошвы фундамента и глубина заложения подошвы фундамента, м;

      Уф — объем фундамента, м 3 ;

      Аоп — площадь опоры, расположенной ниже поверхности земли, м 2 ; кф — высота фундамента, м.

      Читать еще: Установка пароизоляции на потолок в частном доме

      Если обрез фундамента расположен выше поверхности земли, то последнее слагаемое в формуле (6.27) не учитывают, а принимают в расчет объем фундамента, расположенный ниже поверхности грунта.

      Проверка несущей способности основания под подошвой центрально и внецентренно нагруженного фундамента

      После определения веса фундамента и грунта на его уступах проверяют условие

      где Аф — площадь подошвы фундамента, м 2 .

      Значение расчетного сопротивления грунтов основания осевому сжатию R, кПа, определяют исходя из окончательно назначенных размеров подошвы фундамента и глубины его заложения.

      При проектировании внецентренно нагруженных фундаментов принимают, что реактивное давление распределяется по подошве жестких фундаментов по линейному закону, а его максимальное и минимальное значение определяют по формуле

      где Аф — площадь подошвы фундамента, м 2 ;

      Мх, Му — моменты относительно главных центральных осей подошвы фундамента, кН м;

      Wx, Wy — моменты сопротивления подошвы фундамента относительно главных осей, м 3 ;

      ус — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0, кроме следующих случаев, при которых следует принимать ус = 1,2: фундамент опирается на скальный грунт; фундамент опирается на нескальный грунт и его расчет производится с учетом одной или нескольких нагрузок и воздействий от торможения, горизонтальных ударов подвижного состава, давлений ветра и льда, навала судов, изменения температуры;

      уп = 1,4 — коэффициент надежности по назначению сооружения;

      R — расчетное сопротивление основания из нескальных или скальных грунтов осевому сжатию, кПа, определяемое по формуле (6.15). Допускаемые предельные смещения не должны превышать, см:

      полная равномерная осадка опоры — ,5л[ь ; разность полных осадок

      смежных опор — 0,75I

      L ; горизонтальное смещение верха опоры —

      0,5a/Z , где L — длина меньшего из примыкающих к опоре пролетов (м), но не менее 25 м.

      Осадку фундамента S определяют от действия нормативных нагрузок. Конечная осадка основания S, м, с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства, определяется и вычисляется по формуле

      где (3 — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

      10 м принимается Pq = Р);

      Р — среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

      Gzg,o = ydf— вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента; у—удельный вес грунта, кН/м 3 ; df— глубина заложения подошвы фундамента, м.

      Вертикальное напряжение от собственного веса грунта ozg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:

      где у и hi — соответственно удельный вес и толщина /-го слоя грунта.

      Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупорного слоя грунта, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды. При определении azg в водоупорном слое грунта следует учитывать давление воды, расположенной выше рассматриваемой глубины слоя.

      Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается равной на глубине z = Нс, где выполняется условие:

      где azp — дополнительное вертикальное напряжение на глубине z = Нс по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

      azg — вертикальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z=Нс по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

      Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е 3 ;

      df— заглубление подошвы фундамента мелкого заложения от расчетной поверхности грунта, м;

      z, — расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, м;

      ос — коэффициент для фундаментов (табл. 6.6);

      R — расчетное сопротивление подстилающего грунта, кПа, определяем по формуле (6.15) для глубины расположения кровли проверяемого слоя грунта;

      yn = 1,4 — коэффициент надежности по назначению сооружения.

      При расчете фундаментов опор мостов на устойчивость против сдвига по основанию сила Qr стремится сдвинуть фундамент, а сила его трения о грунт Qz (по подошве фундамента) сопротивляется сдвигу. Сила Qz = p-ZNoj, где 2jV0>[ — суммарная внешняя нагрузка от веса пролетных строений, опоры, фундамента и грунта, лежащего на его уступах; (I — коэффициент фундамента по грунту.

      Значения коэффициента а для фундаментов

      Коэффициент а для фундаментов

      прямоугольных с соотн сторон л = 1,/Ь

      от собственного веса грунта

      Характер эпюры природного давления зависит от грунтовых условий массива. Если грунт однородный, эпюра имеет вид треугольника. При слоистом залегании эпюра изображается ломаной линией. Причем у более легкого слоя грунта график круче, а у более тяжелого – положе. Для нахождения вертикальных напряжений от действия веса грунта на глубине Z мысленно вырежем столб грунта до этой глубины с единичной площадью основания и найдем ее суммарное напряжение σzg от веса столба.

      где: n – число слоев в пределах глубины Z;

      γi – удельный вес грунта i-го слоя;

      hi – толщина i-го слоя.

      Читать еще: Ветро влагоизоляция и пароизоляция в чем разница между

      Удельный вес водопроницаемых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, принимается с учетом взвешивающего действия воды. Необходимо найти напряжение σzg во всех слоях массива грунта до глубины 17,0 м. Исследуемый массив

      состоит из пяти слоев грунта: 1) песок пылеватый; 2) песок пылеватый до уровня грунтовых вод; 3) Ил; 4) песок мелкий; 5)и песок гравелистый.

      Для того, чтобы определить σzg в массиве грунта, требуется установить удельный вес каждого слоя по формуле:

      ρ – плотность грунта;

      g≈10 м/с 2 – ускорение силы тяжести.

      В первом слое неизвестна плотность пылеватого песка. Она

      определяется из преобразований формулы ρ=ρd·(1+w)

      ρd= Ps/1+e=2,66/1+0,72=1,54 т/ м3

      Определяем плотность грунта: p=1,54*(1+0.15)=1.771т/м3

      Находим удельный вес первого слоя:

      Затем рассчитываем напряжение σzg на глубине 3м.

      Второй слой – песок пылеватый водонасыщенный. Так как грунт водопроницаем, его удельный вес определяем с учетом взвешивающего действия воды.

      γs = ρs ⋅ g- удельный вес частиц грунта (2,6 ⋅10=26,6);

      γw = 10 кН/м3- удельный вес воды.

      Напряжение σzg на глубине 6 м составляет:

      Третий слой ил. Этот грунт является водоупором, поэтому на

      Границе2-го и 3-го слоя возникает скачок напряжения, равный давлению

      столба воды 10*3=30кПа (hw- толщина слоя воды над

      Находим удельный вес ила:

      Напряжение σzg на глубине 8 м составляет:

      Четвертый слой – песок мелкий водонасыщенный. Так как грунт водопроницаем, его удельный вес определяем с учетом взвешивающего действия воды.

      Напряжение σzg на глубине 12 м составляет:

      Пятый слой- песок гравелистый водонасыщенный. Так как грунт водопроницаем, его удельный вес определяем с учетом взвешивающего действия воды.

      Напряжение σzg на глубине 17 м составляет:

      +

      Построение эпюры контактного давления

      По приведенным в табл.5 данным о нагрузках и размерах фундаментов построить эпюру контактного давления.

      При проектировании оснований и фундаментов с достаточной для практических расчетов точностью принимают, что контактное давление распределяется по подошве жестких фундаментов по линейному закону. Тогда эпюра этого давления может иметь один из четырех видов: прямоугольник – при симметричном загружении, трапецию, треугольник с минимальной величиной давления под краем фундамента Pmin=0 и укороченный треугольник с величиной Pmin 2 ;

      L – длина фундамента, м;

      e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести

      подошвы фундамента, м, который определяем по формуле:

      M11 – сумма действующих моментов, приведенных к подошве фундамента,кН·м;

      M – момент, действующий на обрезе фундамента, кН·м;

      N1 – нагрузка от стены, кН;

      N2 – нагрузка, передаваемая через колонну здания, кН;

      G – вес фундамента, кН;

      a – расстояние от оси колонны до оси стены, м.

      Затем определяем Pmax и Pmin:

      Определение средней осадки основания методом послойного суммирования

      В табл. 5 даны размеры фундаментов и величины нагрузок, приложенных к ним. Используя данные грунтовых условий задачи 2.1 (табл.4), определить среднюю осадку основания методом послойного суммирования.

      Расчет осадки методом послойного суммирования выполняем, используя специальный бланк (табл. 6) в такой последовательности:

      1. Контур фундамента наносим на бланк, слева даем инженерно-геологическую колонку с указанием отметок кровли слоев от отм. 0,000, совмещаемой с планировочной.

      2. Основание разбиваем на элементарные слои толщиной не более 0,4b до глубины 4b так, чтобы в пределах каждого слоя грунт был однородным. Для этого совмещаем границы слоев с кровлей пластов и горизонтом подземных вод. В данной задаче элементарный слой должен быть не более 1.2 м. Например, первый слой основания – мелкий песок, расположенный выше уровня подземных вод, имеет мощность 2,75 м. Его разбиваем на три элементарных слоя толщинами 0,75м, 1м и 1 м.

      Заполняем графы табл.6 (h, z, α и т.д.).

      3. Значения распределения напряжений от собственного веса грунта σzg используем из решенной задачи 2.1.

      4. Находим дополнительное давление на подошву фундамента по формуле:

      где P11 – среднее давление под подошвой фундамента (Р11=N/A=1150/3,78=304,2 кПа)

      σzgo – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

      5. По данным 2z/b и соотношению сторон подошвы η=l/b устанавливаем по табл.7 значение коэффициента рассеивания напряжений α. Для промежуточных значений 2z/b и η значения α определяются интерполяцией.

      6. По данным σzg и σzp строим эпюры напряжений в грунте соответственно от собственного веса, используя ее из задачи 2.1, (слева от оси z) и напряжений от дополнительного давления σzp=αPo (справа от оси z).

      7. Определяем нижнюю границу сжимаемого слоя по соотношению 0,2σzg=σzp. Если эта граница находится в слое грунта с E≤5МПа или такой слой залегает ниже нее, то нижнюю границу сжимаемой толщи определяют из условия 0,1σzg=σzp. В данном случае используем первую формулу.

      Читать еще: Фундамент на винтовых сваях для бани 3 на 4

      8. Для каждого из слоев в пределах сжимаемой толщи определяем среднее дополнительное вертикальное напряжение в слое по формуле (σzpi+σ zpi+1)/2. Полученные значения вносим в соответствующий столбец табл.6.

      9. Используя данные соответственно табл.7 и 8 прил.2, определяем модуль деформации Е для песков и глинистых грунтов в основании фундамента.

      10. Вычислим осадку элементарных слоев по формуле Si = σzpihiβ/Ei, где Ei – модуль деформации i-го слоя, мПа; β = 0,8. Эта формула используется при глубине заложения фундамента до 5 м. Значение осадки вычисляем в метрах. Для удобства в последнюю колонку табл.6 результат заносим в сантиметрах.

      11. Суммируем показатели осадки слоев в пределах сжимаемой толщи и получаем осадку основания S=4,99 см

      Расчет осадки свайного фундамента по II группе предельных состояний

      Осадка основания определяется ниже подошвы условного фундамента (острия свай) от нормативных постоянных нагрузок. При расчете суммарной нагрузки на основание свайного фундамента должны быть учтены вес ростверка, свай и грунта в пределах массива А-Б-В-Г:

      Среднее давление на грунт под подошвой фундамента

      где А – площадь подошвы условного фундамента, м 2 , равное произведению длины aс на ширину bc подошвы условного фундамента, при этом входящее в формулы по их нахождению приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов φmt определяется по формуле

      φII,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта для предельных состояний II группы.

      Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента

      где γII – расчетный удельный вес грунта для предельных состояний II группы выше подошвы условного фундамента, кН/м 3 (с учетом взвешивающего действия воды).

      Дополнительное к природному вертикальное давление на основание определяется по формуле;

      Для условных фундаментов шириной более 10 м принимается p = p .

      Толща грунта ниже подошвы условного фундамента разбивается на элементарные слои толщиной hi, принимаемой для каждого слоя не более 0,4bс, где bс – ширина подошвы условного фундамента.

      Вертикальное напряжение от собственного веса грунта szg, кПа на границе слоя, расположенного на глубине zi от подошвы условного фундамента, определяется по формуле:

      где gII i и hi – удельный вес отдельных однородных слоев грунта с учетом взвешивающего действия или дополнительного давления воды, кН/м 3 ;

      Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупорного слоя грунта, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды:

      где γs, γw – удельный вес частиц грунта и воды соответственно, γw=10 кН/м 3 ;

      е – коэффициент пористости.

      К вертикальному напряжению от собственного веса грунта σzg на кровлю водоупора добавляется гидростатическое давление Pгидр столба воды, определяемое по формуле:

      где hw – высота столба воды, м.

      Дополнительные вертикальные напряжения на глубине zi от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы условного фундамента равны:

      где a – коэффициент, принимаемый по табл. 5 приложения 6 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: x = 2z/bc.

      Осадка основания s с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

      где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

      hi и Еi – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

      n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

      Верхней границей сжимаемой толщи основания является плоскость подошвы условного фундамента.

      Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается равной глубине z = Hc, где выполняется условие: szp = 0,2×szg, где szp – дополнительные вертикальные напряжения на глубине z = Hc по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; szg – вертикальные напряжения от собственного веса грунта на глубине z = Hc по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

      Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации E £ 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Hc, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szp = 0,1×szg.

      Определение нижней границы сжимаемой толщи основания удобно выполнять графически в точки пересечения эпюр напряжений szp и 0,2×szg или 0,1×szg (рис. 5.5).

      Значения напряжений σzg откладывают влево от вертикальной центральной оси фундамента. Значения вспомогательной эпюры напряжений от собственного веса грунта составляющих 20% или 10% от величины σzg откладывают вправо от той же оси.

      Дополнительные вертикальные напряжения σzp определяют на границах элементарных слоев. Их откладывают вправо от вертикальной центральной оси фундамента. При этом построение эпюр σzg и 0,2σzg начинается от расчетной поверхности грунта, а эпюрыszg – от подошвы условного фундамента. Все вычисления заносят в табл. 5.3.

      Дата добавления: 2015-10-12 ; просмотров: 1550 . Нарушение авторских прав


      источники:

      https://plastep.ru/dopolnitelnye-vertikalnye-napryazheniya-ot-nagruzki-opredelyayutsya-po-metodu/

      https://plastep.ru/napryazhenie-ot-dopolnitelnogo-davleniya/

      https://vtekb.ru/fundament/vertikalnoe-napryazhenie-ot-sobstvennogo-vesa-grunta-na-urovne-podoshvy-fundamenta.html

© 2024 Все о напряжении