Главная » Книжные издания

1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 48

ТАБЛИЦА 4.34. РАЗМЕРЫ СБОРНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД РАСПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Эскиз

Типоразмер фундамента

Марка фундамента

Размеры, мм

Объем бетона, м

Масса стали, кг

Масса блока, т


Ф15, 15. rj Ф21. 09. 12 Ф21. 12. 12

1500 2100 2100

1200 1200 1200

1500 900 1200

Ф15. 15. 18 Ф21. 09. 18 Ф21. 12. 18

1500 2100 2100

1800 1800 1800

1500 900 1200

0,81 0,77 0,89

39,61 37,03 41,56

2,03 1,93 2,23

1,07 1,00 1,12

42,50 39,92 44,45

2,68 2,50 2,80

Ф21. 09. 21 Ф21. 12. 21

2100 2100

2100 2100

900 1200

1,08 1,19

41,37 49,90

Ф21. 09. 24 Ф21. 12. 24

2100 2100

2400 2400

4.3.4. Ленточные и плитные фундаменты под колонны

Ленточные фундаменты под колонны устраиваются в виде одинарных или перекрестных лент. Плитные фундаменты устраиваются под всем сооружением. Основными конструктивными типами являются безбалочная плита с опиранием колонн на сборные стаканы (рис. 4.19, а), безбалочная плита с монолитным стаканом (рис. 4.19, б), ребристая плита, соединяемая с колоннами с помощью монолитных стаканов (рис. 4.19, в) или выпусков арматуры (рис. 4.19, в), плита коробчатого сечения (рис. 4.19, г).

Армирование фундаментных плит осущест-вляется:

плоскими сварными сетками с рабочей арматурой одного направления и пространственными поддерживающими каркасами;

отдельными стержнями, располагаемыми в двух направлениях;

унифицированными плоскими сварными сетками с добавлением отдельных стержней в местах наибольших моментов;

отдельными стерлшями в продольном направлении и сварными каркасами в поперечном направлении.

В качестве арматуры используется сталь класса А-1П. Марка бетона плиты не менее М 150.

Ленточные и плитные фундаменты могут выполняться в сборном варианте в виде отдельных блоков или плит, соединяемых между собой с последующим омоноличиванием стыков. Целесообразно осуществлять предварительное натяжение арматуры в процессе монтажа фун. даментов.

900 1200

1,08 1,20

42,84 47,37

2,70 2,98

2,95 3,00


ч

/D\

Рис. 4.19. Плитные фундаменты

а - со сборными стаканами; б - с монолитными стаканами; е -ребристая плита; г - плита коробчатого сечения

Указанные фундаменты применяются для снижения неравномерности деформаций при слабых, просадочных и набухающих грунтах, а также при наличии карстовых явлений я в сейсмических районах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колочны зданий и сооружений промышленных предприятий.--М.: Стройиздаг, 1978. - 112 с.

S. Строительные нормы и правила. Бетонные и

железобетонные конструкции. СНиП 11-21-75.--М.: Стройиздат. 1976.

3. Строительные нормы н правила. Каменные и

армокагленные конструкции. СНиП 11-22-81.-М.: Стройиздат, 1983.



Глава 5. РАСЧЕТ ОСНОВАНИИ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

6.L ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Проектирование оснований является неотъ-емлемой составной частью проектирования сооружений в целом. Статическая схема сооружения, его конструктивное и объемно-планировочное решение, плановая и высотная привязка долншы приниматься с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства и технически возможных решений фундаментов.

Проектирование оснований включает обоснованный расчетом выбор типа оснований (естественное или искусственное), а также конст-рукции, материала и размеров фундаментов (мелкого или глубокого залолсения; ленточные, плитные, столбчатые; железобетонные, бетонные, бутобетонные и др.) с применением в случае необходимости строительных или конструктивных мероприятий для уменьшения влияния деформаций оснований на эксплуатационную пригодность сооружений [4].

Основания рассчитывают по двум группам предельных состояний:

по первой группе - по несущей способности;

по второй группе - по деформациям (по осадкам, прогибам, подъемам и пр.).

В расчетах оснований следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние на физико-механические свойства грунтов атмосферных или подземных вод, тепловых источников различного вида, климатических воздействий и т. п.). Необходимо иметь в виду, что к изменению влажности особенно чувствительны просадочные, набухающие и засоленные грунты, к изменению температурного режима - набухающие и пучннистые грунты.

Расчет оснований по деформациям должен выполняться всегда, расчет по несущей способности выполняется в следующих случаях:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т. п.), в том числе сейсмические;

б) фундамент или сооружение распололсе-ны на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинисты-ми и биогенными грунтами (заторфованными, торфами и сапропелямн), а таклсе илами при степени их влажности Sr>0,85 и коэффициенте консолидации Ci,<10 см/год;

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчет оснований по несущей способности в случаях а и б можно не производить, если приняты конструктивные мероприятия, исключающие возможность смещения рассматриваемого фундамента.

Если проектом предусматривается возведение сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, необходимо проверить несущую способность основания с учетом нагрузок, действующих в процессе строительства.

Расчет по первому предельному состоянию производится для обеспечения несущей способности (прочности и устойчивости) и ограничения развития чрезмерных пластических деформаций грунта основания с учетом возмолшых неблагоприятных воздействий и условий их работы в период строительства и эксплуатации соорулсений; по второму предельному состоянию - для ограничения абсолютных или относительных перемещений (в том числе колебаний) конструкций и оснований такими пределами, при которых обеспечивается нормальная эксплуатация соорул<ения.

Сооружение и его основание доллшы рассматриваться как единое целое. О предельном состоянии основания молшо говорить лишь в том случае, если все соорулсение или отдельные его элементы находятся в предельном состоянии.

При проектировании необходимо учитывать, что потеря несущей способности рснова-ния, как правило, приводит конструкции со-орул<ения в предельное состояние первой группы. При этом предельные состояния основания и конструкций сооружения совпадают. Деформации же основания могут привести конструкции сооружения в предельное состояние как второй, так и первой группы, поэтому деформации основания лимитируются как прочностью, устойчивостью и трещиностойкостью конструкций, так и архитектурными и технологическими требованиями, предъявляемыми к сооружению или размещенному в нем оборудованию.

Расчетная схема системы сооруление - основание или фундамент-основание , представляющая собой совокупность упрощающих предположений относительно геометрической схемы конструкции, свойств материалов и грунтов, характера взаимодействия конструкции с основанием (включая схематизацию возможных предельных состояний), должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов,



5.1. Основные положения

определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, характера напластований и свойств грунтов основания, особенностей возведения сооружения и т. д.). В необходимых случаях должны учитываться пространственная работа конструкций, геометрическая и физическая нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, а также возмон\-ность их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

Для расчета деформаций основания чаще всего используются расчетные схемы основания в виде линейно-деформируемого полупространства или линейно-деформируемого слоя.

При использовании схемы полупространства для расчета осадок глубина сжимаемой толщи основания Не ограничивается значениями, зависящими от соотношения дополнительных вертикальных нормальных напряжений от внешней нагрузки а^р н от собственного веса грунта Ozg.

Расчетная схема основания в виде линейно-деформируемого слоя применяется в следующих случаях [4]:

в пределах снсимаемой толщи основания Не, определенной как для линейно-деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации jlOO МПа и толщиной hi, удовлетворяющей з^словию

h> hJi-IEi), (5.1)

где - модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта г модулем деформация Е,\

ширина (диаметр) фундамента Ь>10 м и модуль деформации грунтов основания Е>. >10 МПа.

Толщина линейно-деформируемого слоя Я в первом случае принимается до кровли мало-сжимаемого грунта, во втором случае вычисляется по формуле (5.62).

Схему в виде линейно-деформируемого слоя допускается также применять для фундаментов шириной Ь>10 м при наличии в пределах сжимаемой толщи слоев грунта с модулем деформации £<10 МПа, если их суммарная толщина не превышает 0,2 Я.

При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем основания в виде линейно-деформируемой среды давление под подошвой фундамента ограничивается в соответствии с указаниями п. 5.5.2.

Для расчета конструкций на сжимаемом основании могут применяться схемы, характеризуемые коэффициентом постели или коэффициентом жесткости. Под коэффициентом жесткости понимается отношение нагрузки,

действующей на основание, к его расчетной осадке. Такая характеристика сжимаемости основания целесообразна при необходимости учета неоднородности грунтов основания (в том числе вызванной неравномерным замачиванием просадочных грунтов), при расчете конструкций на подрабатываемых территориях и т. д.

В расчетах конструкций пространственно н<естких сооружений во взаимодействии со снсимаемым основанием, особенно при значительных ожидаемых неравномерных деформациях основания, рекомендуется учитывать нелинейность деформирования грунтов. При этом допускается использовать упрощенные методы, в которых, в частности, фундаменты сооружения рассматриваются как отдельные нелинейно-деформирующиеся опоры. Зависимость осадки основания таких опор от давления р рекомендуется принимать в виде [2]

(Ри - Pi) Р

S = Sjf

р н

{Ри - Р) Pi

(5.2)

где S - расчетная осадка основания при давлении К

р1, равном расчетному сопротивле;иию грунта основания; -давление на основание, соответствующее исчерпанию его несущей способности.

Расчет сооружений во взаимодействии с нелинейно-деформирующимся основанием выполняется с применением ЭВМ.

Развитие деформаций грунтов основания

iL. E££Ll£S,H..-i уплотнение,

ползучесть), а также анизотропию прочностных и деформационных характеристик грунтов следует учитывать, как правило, при расчете оснований, сложенных водонасыщенньши' пылевато-глинистыми и биогенными грунтами, а также нлами. Для одного и'того же сооружения расчетная схема может меняться в зависимости от вида предельного состояния, цели расчета, вида учитываемых воздействий, разработанности методов расчета и т. д.

Пример 5.1. Каркасно-паиельное здание повышенной этажности, проектируемое на площадке, где в верхней зоне основания залегают пылеватые пески и суглинки с модулем деформации £=15-г20 МПа, подстилаемые известняками с модулем деформации £=120 МПа, имеет фундамент в виде коробчатой железобетонной плиты (рис. 5.1, а).

Рис. 5.3. К примеру 5.1




При расчете несущих конструкций здания на ветровые нагрузки в качестве расчетной схемы в данном случае принимается многоэтажная рама с жесткой заделкой стоек в уровне верха фундаментной плиты. Для определения усилий в конструкции фундаментной плиты расчетная схема принимается в виде плиты конечной жесткости на линейно-деформнруемом слое. При вычислении крена здания гкесткость плиты можно принять бесконечно большой. При определении средней осадки основания, а также при расчете его несущей способности допускается пренебречь исесткостью плиты и считать давление на основание распределенных по линейному закону.

Для расчета конструкций протяженного крупнопанельного жилого дома, имеющего в основании напластование грунтов с ярко выраженной неравномерной сжимаемостью (рис. 5.1, б), целесообразно принять расчетную схему в виде равномерно загруженной балки конечной хлесткости на основании с переменным коэффициентом жесткости.

Если из массива грунта, находящегося под действием какой-либо нагрузки, в том числе собственного веса грунта, выделить элементарный кубик со сторонами, параллельными выбранным осям прямоугольной системы кординат, то в общем случае по граням его будут действовать составляющие напряжений а^. <3х, Оу - вертикальное и горизонтальные нормальные напряжения, параллельные соответственно осям г, X я у, и три пары касательных напря-

Жешт %гх и Ххг. ху и Ту.г, Туг и Тгу (рис. 5.2).

5.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ОСНОВАНИЯХ

Напрял^ения в грунтах определяются с помощью теории линейно-деформируемой среды. При этом предполагается, что сжатие основания от собственного веса и внешней нагрузки закончилось, нагружение основания производится без разгрузки и внешнее давление на основание не превышает расчетного сопротивления.

О 4


Рис. 5.2. Составляющие напряжений в элементарном объеме грунта


Рис. 5.3. К определению напряжений в основании при действии иа его поверхности сосредоточенной силы

5.2,1, Однородное основание

Для определения составляющих напряжений в однородном основании для наиболее часто встречающихся в практике проектирования случаев действия на поверхности основания вертикальной внешней нагрузки слулсат формулы и таблицы.

При сосредоточенной силе (рис. 5.3) составляющие напряжений имеют следующий вид;

3 Pz

2 nR

Р

1 - 2v

3 I RiRz) x2 {2R + z)

1 -2v

RHR + zyi J 3P r zy

2n [ R-R~Rz-

R (R + z)

j/ {2R-h2) R {R + z)? J

У

3P yz

2л; R 3P xz 2n

R-xyz

1-2v xy{2R-{-2)

RR-j-zy J

(5.3)

В формуле для определения Gz коэффициент К (табл. 5.1) вычисляется по зависимости

К

~ 2я [1 + (г/г)-]5/ где г = Ух-

(5.4)



ТАБЛИЦА 5.1. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАССЕИВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ К

ф

К

К

0,4775

0,0129

0,4657

0.0105

0,4329

0,0085

0,3849

0,0070 0,0058

0,3295

0,2733

0,0048

0,2214 0,1762

0.0040

0.0034 0.0028

0,1386

0,1083

0.0024

0,0844

0,0021

0,0658

0,0018

0,0513

0,0015

0,0403

0,0007

0,0317

0,0004

0,0251

0,0002

0.0200

0,0001

0,0160

При линейной нагрузке (рис.. 5.4) составляющие напрял<ений определяются по формулам:

Oz - Or COS Р ~

2р 2

Ох == Or sin? р =

2р х^г

0,. -cos Р;

Vzx Or sin р COS Р =

2р хг

(5.5)

где г =: /2 + 22.

При нагрузке, равномерно распределенной по полосе (рис. 5.5),

0, =

Ьх~х , arctg- +

4- arctg 2b z [х-

bi+x

(x + zbjf + 4biz P

bi - X arctg-+

(5.6)

+ arctg 2b z [x

[x- + - bjf 4- Щ p 4bi xz

Значения Oj/p приведены в табл. 5,2.


Рис. 5.4. К определению напряжений в основании при действии на его поверхности равномерной линейной нагрузки

Р.

Рис. 5.5. К определению напряжений в основании яри действии на его поверхности равномерной полосовой нагрузки

Под центром полосы (х=0)

р I 1 I \

где 1 = z/bi.

При нагрузке, распределенной по полосе по закону треугольника (рис. 5.6), составляющие напряжений будут следующими:

Р

arctg

- arctg - - п I b \ Z

х - Ь \ z{x - b)

Р

п

arctj

Z (х

{X - ЬУ. + 22

jx-br + z

х2 + 2?

Х~Ь

arctg

[х ~ ЬУ-\-z-y

П 1{Х ~ ЬУ 4- Z

z ( X X - lb \

- arctg--arctg-

Ь \ г z

(5.8)



ТАБЛИЦА 5.2. ЗНАЧЕНИЯ (У^/р ОТ ВЕРТИК.АЛЬНОЙ НАГРУЗКИ, РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПО ПОЛОСЕ

а, /р при x/bi

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,999

0,997

0,997

0,996

0,990

0,989

0,987

0,959

0,958

0,953

0,910

0,908

0,899

0,818

0,815

0,805

0,668

0,666

0,658

0,550

0,548

0,543

0,396

0,395

0,393

0,306

0,305

0,304

0,248

0,248

0,247

1,000 0,999 0,995 0,984 0,943 0,885 0,789 0,646 0,535 0,390 0,303 0,246

1.000 0.998 0,988 0,967 0,902 0,831 0.735 0,607 0,510 0,379 0.298 0,244

1,000 0,993 0,959 0,908 0,808 0,732 0,650 0,552 0,475 0,364 0,290 0,239

0,500 0,500 0,500 0,499 0,497 0,492 0,480 0,448 0,409 0,334 0,275 0,231

0,000

0,000

0,000

0.000

0,000

0,002

0,000

0,000

0.000

0,000

0,011

0,002

0,000

0.000

0.000

0,031

0,005

0,001

0,000

0,000

0,089

0,019

0,003

0.001

0,000

0,148

0,042

0,007

0,002

0,001

0,214

0,084

0,017

0.005

0,002

0,271

0,146

0,042

0,015

0,006

0,288

0,185

0,071

0,029

0,013

0,274

0,211

0,114

0.059

0,032

0,242

0,205

0.134

0,083

0,051

0,212

0,188

0,139

0,097

0,065

ТАБЛИЦА 5.3. ЗНАЧЕНИЯ 0,/р ОТ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРЕУГОЛЬНОЙ НАГРУЗКИ,

РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПО ПОЛОСЕ

г/Ь

0.00

0,25

0,50

0,75

-1,0

-0.5

0,000

0,000

0.000

0.000

0,001

0,004

0,002

0,005

0.022

0,005

0.014

0,045

0,011

0,025

0.064

0,023

0,045

0,085

0,035

0.057

0,089

0,046

0,062

0,080

0,048

0.058

0,067

0,045

0,051

0,057

0.041

0,046

0,049

о^/р при х/Ь

0,00

0,000 0,075 0,127 0,153 0,159 0,147 0,127 0,095 0,075 0,061 0,052

Значения бг/р приведены в табл. 5.3.

При нагрузке, равномерно распределенной по прямоугольной площадке (рис. 5.7), вертикальные нормальные напрялсения по вертикали, проходящей через центр этой площадки,

arete

(C2 + Tl2)(l + 2)]/l+2J i2

a через угловую точку площадки

(5.9)

arctg

дт)(1+т)--!-2с;;) -

где 7] = Ij/bi = IJb, l = zibi = 2zlb и lT =zl{2b)zlb.

, (5.1.0)

Ъ


Рис. 5.6. К определению напряжений в основании при действии на его повер.хности полосовой нагрузки, распределенной по закону треугольника

0,25

0,50 0.75

0,250 0,257 0,262 0,247 0,223 0,177 0,143 0.101 0,077 0,063 0,052

0,500 0,480 0,409 0,334 0.275 0,198 0,153 0,104 0,079 0,063 0,053

0,750 0,645 0,473 0,360 0,287 0,202 0,155 0,105 0,079 0,063 0,053

0,500 0,422 0,352 0,295 0,250 0,187 0,148 0,102 0,078 0,063 0,053

0,000 0,015 0,062 0,101 0,121 0,126 0,115 0,091 0,073 0,060 0,051

0,000 0,002 0,012 0,028 0,046 0,069 0,078 0,074 0,064 0,055 0,048

0,000 0,000 0,003 0,010 0,018 0,036 0,048 0,057 0,054 0,049 0,044

Из сопоставления формул (5.9) и (5.10) следует, что

(5.11)

Т. е. вертикальное нормальное напрялсение на глубине 2 под углом равномерно загруженной прямоугольной площадки в 4 раза меньше соответствующего напрялсения на глубине 2/2 под центром этой площадки.

Для удобства пользования формулы (5.9) и (5.10) могут быть представлены в виде [4]:

(5.12)

0= ра/4,

(5.13)

где G - коэффициент (табл. 5.4), зависящий от т) и 5 для а^и от т] и для о^.

При нагрузке, распределенной по прямоугольной площадке по закону треугольника (рис. 5.8), вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через угловые точки с координатами х=--li и у=-by.

4/й^г(4/2 + 4б' + 2г2)



I у ibiJz-

- arctg

А1{ + \ + г'

а с координатами х=1\ и у=Ьх pbiz Г 1

(5.14)

2 л Л

(4/5 + 2) ]/~4/j-l-4bJ + 2

(5.15)

Значения а^/р, вычисленные по формуле (5.15), приведены в табл. 5.5.

При нагрузке, равномерно распределенной

с, 1Г

по кругу, нормальные напряжения о, по вертикали, проходящей через центр круга, определяются по формуле (5.12), в которой

а

1 - cos [3 = 1 - {1/[1 + (г/г)2]}3/2, (5 .16)


где р - угол между вертикалью и прямой, соединяющей рассматриваемую точку с любой точкой на окружности радиуса значения а приведены в табл. 5.4.

Рис. 5.7. К определению напряжений в основании при действии ва его псверхкости нагрузки, равномерно распределен[ой ио прямоу1гоа!ьной площадке

ТАБЛИЦА 5.4. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА а

(J для фундаментов

круглых

прямоугольных с соотношением сторон

ленточных

(n>iu)

О

0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 6,4 6,8 7,2 7,6 8,0 S,4 8,8 9,2 9,6 10.0 10,4 10,8 11,2 11,6 12,0

1,000 0.949 0,756 0,547 0,390 0,285 0,214 0,165

0,106 0,087 0,073 0,062 0,053 0,046 0,040 0,036 0,031 0,028 0,024 0,022 0,021 0,019 0,017 0.016 0,015 0,014 0.013 0,012 0,011 0.010

1,000 0,960 0,800 0,606 0,449 0,386 0.257 0,201 0,160 0,131 0,108 0,091 0,077 0,067 0,058 0,051 0,045 0,040 0,036 0,032 0,029 0,026 0,024 0,022 0,020 0,019 0,017 0,016 0,015 0,014 0,013

1,000 0,972 0,848 0.682 0,532 0,414 0,325 0.260 0.210 0,173 0,145 0,123 0,105 0,091 0,079 0,070 0,062 0,055 0,049 0,044 0,040 0,037 0,033 0,031 0,028 0,026 0,024 0,022 0,021 0,020 0,018

1,000 0,975 0,866 0,717 0,578 0,463 0,374 0,304 0,251 0,209 0,176 0,150 0,131) 0,113 0,099 0,087 0,077 0,069 0,062 0,056 0,051 0,046 0,042 0,039 0,036 0,033 0,031 0,029 0.027 0,025 0,023

1,000 0,976 0,876 0.739 0,612 0,505 0,419 0,349 0,294 0,250 0,214 0,185 0,161 0,141 0,124 0.110 0,099 0,088 0,080 0,072 0,066 0,060 0,055 0,051 0,047 0,043 0,040 0,037 0,035 0,033

1,000 0.977 0,879 0,749 0,629 0,530 0,449 0.383 0,329 0,285 0,248 0,218 0,192 0,170 0,152 0,136 0,122 0,110 0,100 0,091 0,084 0,077 0,071 0,065 0,060 0,056 0,052 0,049 0,045 0,042 0,040

1,000 0,977 0,881 0,754 0,639 0,545 0,470 0,410 0,360 0,319 0,285 0,255 0,230 0,208 0,189 0,173 0,158 0,145 0,133 0,123 0,113 0,105 0,098 0,091 0,085 0,079 0,074 0,069 0,065 0,061 0,058

1,000 0,977 0.8S1 0,755 0,642 0,550 0,477 0,420 0,374 0,337 0,306 0,280 0,258 0,239 0,223 0,208 0,196 0,185 0,175 0,166 0,158 0,150 0,143 0,137 0,132 0,126 0,122 0,117 0,113 0,109 0,106

Примечания: 1. Условные обозначения: й - ширина или диаметр фундамента; / - длина фундамента. 2. Для фундаментов, имеюших подошву в форме правильного многоугольника площадью А, значения а принимаются как для круглых фундаментов радиусом r = VА1я.

3. Для промежуточных значений о, и ц коэффициент а определяется интерполяцией.



ТАБЛИЦА 5.5. ЗНАЧЕНИЯ а. J ПО ВЕРТИКАЛЯМ, ПРОХОДЯЩИМ ЧЕРЕЗ УГЛОВУЮ ТОЧКУ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ ПРИ ТРЕУГОЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ

ajp при bjl

3

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

. 0,000

0,000

0,022

0,028

0,030

0,030

0,030

0,030

0,031

0,031

0,031

0,031

0,031

0,031

0,031

0,027

0,042

0,049

0,052

0,053

0,054

0,054

0,054

0,055

0,055

0,055

0.055

0,055

0,026

0,045

0,056

0,062

0,065

0,067

0,068

0,069

0,069

0,070

0,070

0.070

0,070

0,023

0,042

0,055

0,064

0,069

0.072

0,074

0,075

0,076

0,076

0,077

0,077

0,078

0,020

0,038

0,051

0,060

0,067

0,071

0,073

0,075

0,077

0.077

0,079

0,079

0,080

0,017

0,032

0,045

0,055

0,062

0,066

0,070

0,072

0.074

0,075

0.077

0,078

0,078

0,015

0,028

0,039

0,048

0,055

0,061

0,064

0,067

0,069

0.071

0,074

0,075

0,075

0,012

0,024

0,034

0,042

0,049

0,054

0,059

0,062

0,064

0,066

0,070

0,071

0,071

0,011

0,020

0,030

0,037

0,044

0,049

0,053

0,056

0.058

0,060

0,065

0,067

0,067

0,009

0,018

0,026

0,032

0,038

0,043

0,047

0,051

0,053

0,055

0,061

0,062

0,064

0,006

0,012

0,018

0,024

0,028

0,033

0,036

0,039

0,042

0,044

0.050

0,053

0,055

0,005

0,009

0,014

0,018

0,021

0,025

0,028

0,031

0,033

0,035

0,042

0,045

0,048

0,002

0,004

0,005

0,007

0,009

0,010

0,012

0,013

0,015

0,016

0,021

0,025

0,030

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,006

0,007

0,008

0,009

0,012.

0,015

0,021

0,000

0,001

0,001

0,002

0,002

0,003

0,003

0,004

0,004

0,005

0,007

0,008

0,014


Рис. 5.8. К определению вертикальны.х нормальных напряжений в основании но вертикали, проходящей через угловые точки прямоугольной площадки, загруженной треугольной нагрузкой




Рис. 5.9. К определению напряжений в основании прн действии на его поверхности трапециевидной полосовой нагрузкч

При произвольной нагрузке, распределенной по площади произвольной формы, а таклсе при неравномерном распределении нагрузки для определения напряжений допускается пользоваться следующим приблинченным приемом, основанным на принципе суперпозиции.

Площадь загружения разбивается на ряд достаточно малых площадок, причем нагрузка, действующая на каждую из них, принимается за сосредоточенную силу Ри приблилсенную в центре тяжести площадки. Напрялсение в любой точке основания вычисляется по формуле


Pi Ki,

(5.17)

где /г - число выделенных площадок; -коэффициент рассеивания напряжевий, принимаемый по табл, 5.1.

Формула (5.17) дает достаточно удовлетворительные результаты начиная с глубины z>2&i, где bi - меньшая сторона элементарной площадки. Принцип суперпозиции позволяет определять и более точно напрялсения в основании в самых разнообразных случаях загружения, в том числе при необходимости учета взаимного влияния площадей (фундаментов).

Так, например, напряжения в основании при трапециевидной полосовой нагрузке (рис. 5.9) могут быть определены суммированием напряжений, вычисленных по формулам (5.6) и (5.8). Аналогичным образом определяются наирялчбния в условиях пространственной задачи. Напряжения в основании, нагрузка на которое равномерно распределена по кольцу, молено определить как разность напряжений от нагрузок по двум круговым площадкам радиусами, равными наружному и внутреннему радиусам кольца. Напрялсения в основании под центром фундамента при наличии полосовой нагрузки на полах производственных зданий



Т А Б л и Ц А 5.6 .к ПРИМЕРУ 5.2

Напр.чженпя, кПа

г, м

а

1.000

1,000

1,000

.0

1,000

0.960

0,977

0,977

0,960

0.800

0.881

0,878

0,002

0,802

0.606

0,754

0,748

0,003

0,609

1,6.

0,449

0,639

0,627

0,006

0,455

2,0

0.336

0,545

0,525

0,010

0,346

0.257

0,470

0,443.

0,014

0,271

0.201

0,410

0,376

0,017

0,218

0,160

0,360

0,332

0,019

0,179

0,130

0,320

0,278

0,021

0,151

0,108

0,285

0,241

0.022

0,130

0,091

0,256

0,211

0,023

0,114

определяются суммированием напряжений, вычисляемых по формуле (5.9) и первой из формул (5.6).

Наиболее распространенный случай в практике проектирования - учет взаимного влияния нескольких прямоугольных фундаментов. При этом широко используется метод угловых точек. Метод заключается в том, что верти-


Рис. 5.10. К определению методом угловых точек дополнительных вертикальных напряжений а в

основании рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента

а - расположение рассчитываемого 1 и влияющего 2 фундаментов; б - расположение фиктивных фундаментов

кальные нормальные напряжения az,A на глубине Z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным р), определяются алге;бра-

ическнм суммированием напряжений olj в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис. 5.10):

(5.18)

где G . - вертикальное нормальное напряжение, определяемое по формуле (5.10).

Вертикальные нормальные напряжения Oz по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле

, = <г+1г,А,1, . (5:19) г=1 .

где -напряжение от нагрузки на рассматриваемый фундамент; А - число влияюших .фундаментов;

о . -дополнительное вертикальное нормальное Z уА1

напряжение на глубине z от t-ro влияющего фундамента, определяемое по формуле (5.18).

Пример 5.2. Требуется построить эпюры вертикальных нормальных напряжений сг вертикалям, проходящим через центры двух смежных фундаментов Ф-1 и Ф-2 с учетом их взаимного влияния (рис. 5.11). Среднее давление под фундаментами (за вычетом давления от собственного веса грунта) составляет ро=300 кПа.

Решение. Значения о^ по оси фундамента Ф-1 получаем суммированием напряжений crj от давления ро под самим фундаментом и дополнительного напряжения а^, от влияния фундамента Ф-2. Последнее определяем методом угловых точек как сумму напрягкений на рассматриваемой глубине в угловой точке М четырех загруженных площадей (фиктивных фундаментов): MLAI и MNDL с положительным давлением ро и MKBI иАШСК-с отрицательным.

Соотношения сторон указанных прямоугольников равны: для EFGH (Ф-1) ii = l; для MLAI и MNDL 11 = 10/2 = 5; для MKBI и MNCK 11 = 6/2 = 3.

Разбиваем основание иа слои толщиной Дй.=0,8 м. При этом As=2A/i/t>=2-0,8/4=0,4; Ae, = A/i/&=0,8/2 = 0.4 [см. формулы (5.9) -(5.13)].

Вычисления сводим в табл. 5.6, в которой коэффициенты затухания напряжений по вертикали, проходящей через точку' М, относятся к прямоугольникам: a-EFGH (Ф-1); а2 - МЬА1 и MNDL; аз -MKBI и MNCK; Щ - АВСД (Ф-2), определен с учетом формул

(5.13) и (5.18): 4=2 - (кг- з); a = a-i-a4 учитывает 4

влияние нагрузок на фундаменты Ф-1 и Ф-2 (значения коэффициентов а приняты по табл, 5,4).

5.2.2. Неоднородное основание

В практике проектирования неоднородность основания учитывается в следующих случаях:

слой сжимаемого грунта залегает на практически несжимаемом (например, скальном) основании;

под сравнительно малосжимаемым слоем залегает более сжимаемый грунт.

На рис. 5.12 приведены схематические эпюры вертикальных нормальных напряжений под центром прямоугольной площадки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой при жестком, (кривая 2) и слабом (кривая 3) подстилающих слоях. Кривая 1 показывает распределение напряжений в однородном основа НИИ. Как видно из рис. 5.22, при жестком подстилающем слое напряжения на границе слоев увеличиваются, а при слабом подстилающем слое уменьшаются.



-6,8 УЛВ


-15 7


/7л'а'

mfsooj

288 (288) 240(240)


Рис. ЬЛ\. К определению вертикальных нормальных капрпжений и расчету осадки фундамента с учетом

влияния соседнего фундамента с\ ~ граница сжимаемой толщи для одиночного фундамента; Н- то же, для фундамента с учетом давления от соседнего фундамента

Значения az/p на кровле Несжимаемого слоя, расположенного на глубине Н, под центром равномерно загруженной площади приве -дены в табл. 5.7.

Напрял<ения при слабом подстилающем слое определяются в зависимости от ExjE (где £ и £2 - модули деформации верхнего и подстилающего слоя). В табл. 5.8 приведены

ТАБЛИЦА 5.7. ЗНАЧЕНИЯ сг/р НА КОНТАКТЕ С НЕСЖИМАЕМЫМ СЛОЕМ

/р для

площадки

прямоугольной

с отношением сторон

лой

совой

1,000

1,000

1,000

1.000

1,000

1.000

0,25

1,009

1,009

1,009

1,009

1,009

1.009

1.064

1,053

1,033

1,033

1,033

1.033

0.75

1.072

1,082

1.059

1,059

1.059

1.059

0.965

1.027

1,039

1,026

1,025

1.025

0.473

0,541

0,717

0,769

0,761

0,761

0,249

0.298

0,474

0,549

0.560

0,560

o.ose

0,125

0,222

0,287

0,359

0,359

0.025

0.032

0.064

0.033

0,181

0,185



1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 48