Главная » Книжные издания

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 ... 48

ТАБЛИЦА 5.20. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ feo, fei, *з

1 = 2Я/6

К

0,091

е,©45

0,045

0,024

0,091

0,045

0,045

0,024

0,236

0,Ш

0,109

0,056

0,227

0,109

0,107

0,056

0,464

0,S6

0,236

0,115

, 0,464

0,227

0,225

0,115

0,701

0,436

0,436

0,231

0,801

0,464

0,4(X)

0,231

0,801

0,482

0,482

0,305

1,019

0,655

0,510

0,325

0,892

0,564

0,564

0,380

1,238

0,855

0,656

0,46Q

0,928

0,601

0,601

О; 416

1,338

0,955

0,742

0,545

0,955

0,628

0,628

0,444

1,420

1,037

0,815

0.617

0,091

0,045

0,045

0,024

0,091

0,045

0,045

0,024

0,227

0,109

0,108

0,056

0,227

0,109

0,107

0.056

0,464

0,236

0,231

0,115

0,464

0,227

0,225

0,115

0,773

0,446

0,404

0,231

0,801

0,464

0,400

0,231

0,910

0,564

0,508

0,323

1,028

0,655

0,511

0,a26

1,037

0,682

0,617

0,426

1,310

0,919

0,656

0,462

1,092

0,737

0,669

0,478

1,456

1,065

0,7,52

0,555

1,137

0.783

0,712

0,518

1,592

1,192

0,852

0,652

0,091

0,045

0.044

0.024

0,091

0,045

0,045

0,024

0,227

0,109

0,107

0,056

0,227

0,109

0,107

0,056

0,464

0,227

0,225

0,115

0,464

0,227

0,225

0,115

0,792

0,464

0,403

0,231

0,801

0,464

0,400

0,231

0,974

0,610

0,514

0,324

1,028

0,655

0,511

0,326

1,128

0,755

0,641

0,448

1,319

0,928

0,658

0,463

1,201

0,837

0,708

0,512

1,492

1,110

0,756

0,558

1,265

0,883

0,762

0,565

1,702

1,310

0,858

0,659

ТАБЛИЦА 5.21. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

И

при Q=-= R/r

г

0,25

0,75

1,25

0,25

0,12

0,12

0,12

0,12

0,05

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

0,45

0,44

0,42

0.35

0,21

0.07

0.02

0,58

0,57

0,53

0,45

0,28

0,13

0,07

0,02

0,65

0,64

0,60

0,52

0,34

0,17

0,10

0,04

0,01

0,74

0,73

0,68

0,59

0,41

0,23

0,16

0,08

0,04

0,02

0,81

0,79

0,74

0,66

0,47

0,30

0,22

0,13

0,09

0,06

0,02

0,01

0,84

0,82

0,77

0,69

0,50

0.33

0.24

0,15

0.11

0,08

0,04

0,02

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 со

о и а ш

>.

а и

сз о 5

(О ДЛЯ определения

осадки равномерно загруженной площади

о

1,12

0,95

0,88

1,36

1,15

1,08

1,53

1,30

1,22

1,78

1,53

1,44

1,96

1,70

1,61

Прямоу-

0,5 ©0

2,10

1,83

1,72

гольная

2,23

1,96

1,83

2,33 2,42

2,04 2,12

1,92 2,00

2,49

2,19

2,06

2,53

2,25

2,12

Круглая

0,64

1,00

0,85

0,79

а н

й

8-3-

я g ф

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

5 = р6и(1 -v2)/£, (5.65)

где со - 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 6<:2 м и соотношении сторон i] = 6<10.

Б. КРЕН ФУНДАМЕНТОВ

При действии внецентренной нагрузки крен фундамента определяется по форму,яе

т

(al2Y-

(5.66)

где Е и V - модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (прн неоднородном основа-



ТАБЛИЦА 5.23. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА.,

Фо&ра фундамента и канразлеме дейст-...1.вия момента

k при l=2Hfb

Прямоугольная с мо-

0,28

0,41

0,46

0,48

0,50

0,50

0,50

0,50

ментом -ВДОЛЬ боль-

0,29

0,44

0,51

0,54

0,57

0.57,

0,57

0,57

шей

сторо ш

0,31

0,48

0,57

0,62

0,66

0,68

0,68

0,68

е

0,32

0,52

0,64

0,72

0,78

0,81

0,82

0,82

*-f-

0,33

0,55

0,73

0,83

0,95

1,01

1,04

1,17

0,34

0,60

0,80

0,94

1,12

1,24

1,31

1,42

,1. .

0,35

0,63

0,85

1,04

1,31

1.45

1,56

2,00

же, вдоль мень-

0,28

0,41

0,46

0,48

0,50

0,50

0,50

0,50

шей стороны

0,24

0,35

0,39

0,41

0.42

0,43

0,43

0,43

0,19

0,28

0,32

0,34

0,35

0,36

0,36

0,36

1

0,15

0,22

0,25

0,27

0,28

0,28

0,28

0,28

---т

0,10

0,15

0,17

0,18

0,19

0,20

0,20 .

0,20

0,06

0,09

0,10

0,11

0,12

0,12

0,12

0,12

0,03

0,05

0,05

0,06

0,06 .

0,06

0,06

0.07

Круглая

0,43

0,63

0,71

0,74

0,75

0.75

0,75

0.75

Примечание. При использовании расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полу-бфестршнства коэффициент feg принимается по графе, соответствующей s=°°

ШШ значения £ и v принимаются средними в пределах сжимаемой толщи); feg - коэффициент, принимаемый ио табл. 5.23; Л' - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент т уровне его подошвы; е - эксце^-триситет; а - дна-ШЯ9 круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент, для фундаментов с подошвой в форме правильного пря-

яс^олышка 0.= 1Л4/я (здесь А - площадь много-урвльгака); коэффициент, учитываемый при

рдсчете крена фундаментов по схеме линейно-деформируемого слоя при а>10 м и £>10 МПа и принимаемый по табл. 5.18.

.Коэффициент Пуассона v принимается по та-6л.-1:15-.

Средние (в пределах сжимаемой толщи Не 1ЛЙ толщины слоя Я) значения модуля дефор. мааш и коэффициента Пуассона грунтов основания £ и V определяются по формулам:


(5.67)

(5.68)

где' 4 j - п.гаош!ад1= эпюры вертикальных напряжений ио оси фундашеита от единичного давления под подошвой в, пределах г-го слоя грунта; для схемы по-.4yHj)CTpaHCTBa допускается принимать А ~ур j h.

формулу (5.60)], для схемы слоя k-k.. [(См,- фор?лулу (5.61)]; v., h. -модуль деформаций; коэффициент Пуассона и толщина t-ro слоя тщжгя; иг- число слоев, отличающихся значениями

Крен фундаментов, вызванный влиянием соседних фундаментов и других нагрузок (например, нагрузок на полы), а также неоднородностью грунтов основания, определяется по формуле

in==iSt-s,)fL, (5.69)

где si и .sn - осадки середин противоположных сторон фундамента; L - расстояние- между рассматриг ваемыми точками. .:,

При определении крена сооружений с высоко расположенным цент1эом тянсести необхо.г димо учитывать увеличение эксцентриситета вертикальной составляющей нагрузки из-за наклона этих сооружений. Для высоких сооружений конечной жесткости, кроме того, рекомендуется учитывать увеличение указанного эксцентриситета за счет податливости надфун-даментной конструкции. ......

Крен высоких жестких сооружений на неоднородном основании определяется по формуле

if, = ii±in)/{l-.i Nh), (5.70)

где I - крен низкого сооружения (т. е. такого, равнодействующую всех нагрузок на которое можно считать приложенной на уровне его подошвы), определяемый по формуле (5.66); Г = (1/М -то же, от щя-ничного момента; N - вертика.льиая составляющая всех нагрузок на основание; h* - высота от подошвы фундамента до точки приложения равнодействующей. . .....-

Пример 5.14. Требуется рассчитать осадку и креН фундаментной плиты силосного корпуса, состоящего из четырех сблокированных железобетонных 6aHQK. Инженерно-геологический разрез участка я план фундаментной плиты показаны на ряа. 5J8, фязико-ие-



ТАБЛИЦА 5,24. КПРИЛ^ЕРУ 5.14

Номер слоя

Грунт

Толщина слоя, м

е

кПа

11°

МПа

V-

Песок мелкий ....

3,5-4,5

18,7

0,70

0,75

Суглинок мягкопластич-

1,0-3,5

19,6

0,70

0,89

0,60

0,35

ный . .......

. - -

Суглинок моренный . .

8,5-10

20,7

0,55

0,90

0,40

40- .

0,3а .

Песок нылеватый . , .

19,9

0,56

0,80

- 0,3- -



Рнс. §.28. Геологический разрез участка а и план

фундаментной плиты б 1 -песок мелкий; 2 - суглинок мягкопластичный; 3 -суглинок моренный; 4 - песок пыле.ватый

ханнческие характеристики грунтов, полученные в результате изысканий, приведены в табл. 5.24.

Расчетные нагрузки на основание (для расчета его по деформациям): постоянная от собственного веса всего сооружения, включая фундаментную плиту, G=44,2 МН, временная от загрузки одной силосной банки N р1=27 МН, момент от ветровой нагрузки

Л1ц,=46 МН-м. Толщина фундаментной плиты 1,2 м.

глубина ее заложения di=d=2,5 м, размеры в плане 26X26 м, толщина слоя грунта обратной засыпки (сверху плиты) df = l,3 м.

Решение. Находим среднее давление на основание при полной загрузке снлоса с учетом веса грунта обратной засыпки

>==(G + 4iV l)/ + V dj, =

== (44 200 + 4 - 2700)/26=-f 18,7 -1,3 = 225 -f 24 =

= 249 кПа 250 кПа.

Для определения расчетного сопротивле.чия грунта основания предварительно вычисляем толщину зоны, в пределах которой необходимо производить осреднение прочностных характеристик' (см. п. 5.5.2);

= 1+0,1&= 4-f 0.1-26=6,6 м,

что несколько больше средней- суммарной толш,ины сяоев 1 я 2 (6,25 м), но меньше суммарной толщины этих слоев под западным краем плиты (7 м). Поэтому для осреднения характеристик принимаем толщину слоя J ft] =4 м и толщину слоя 2 h2=2,6 м. , Находим:

(30-4+18-2,6) ФЦ = -

25°;

(2-4 + 21-2,6) 6,6

(18,7-4+19,6-2,6) У11 = ---7Г2-

CJI =

9 кПа;

19кН/мЗ.

Прн ф5=25° имеем: М.у=0,78, М^=4,11, 7W =6.6f; для слоя J V =V ез °Д- у XAs. V(.2 = l,0. Осредняем эти коэффициенты аийлогачыо тому, как это сделано в отношении ф н с;

Вычисляем коэффициент

8/26+ 0,2 = 0,51. .

Поскольку подвал в данном сооружении отсутствует (dfj=0), формула (5.29) для определения Iiia,p-

четного сопротивления грунта осиозания йр44ннмавт вид

Вычисление по этой формуле дает:

= b.?rlillL (0,78-0.51-26.19 + 4,11.2,5.18.7 +

+ 6,67-9) = 1,44 (196 + 192 + 60) = 1,44-448 645. кПа,.

т. е. R намного больше р=250 кПа.

Давление иод краем фундаментной плиты при загруженни двух силосных банок

= -II rffe/ + + 2/V i e/W + MJW =

= 18,7-1,3+ iiH+l:2Zi2!)-+ .

26-

J2.27 000-6-6 +160Ш^,4 + 145+Ш+16. 26i 26-

300 кПа < l,2i?; 300 кПа < 774 кГТа. Проверяем давление на кровлю слоя 2, раепояо:



жеиного на глубине 2 = 4 м от подошвы Фундамента. При Т) = 1 и £=2-4/26 = 0 31 находим: а=0,97. Вертикальные напряжения в грунте на глубине г= = 4 м составляют:

от внешней нагрузки

ар = 0,97.250 = 242 кПа;

от собственного веса грунта

= у'и (d + 2) = 18,7 (2,5 + 4) = 122 кПа. Суммарное вертикальное напряжение будет:

По формуле (5.38) определяем ширину условного фундамента на кровле слоя 2:

= ypb/Gp = ]/250.26V242 = 26,4 м. При ф j3.= 18° имеем: =0,43; Л1д=2,73; Mg=5,3I;

V-IA и у

Тогда 1,Ы

= 1,0.

(0.43.0,51.,4.19,6 + 2,73.6,5.18,7 + 5,31Х

Х21) = 1,1 (113 + 332+ 112) = 1,1.557 = 613 кПа> > 364 кПа.

Поскольку ширина фундаментной плиты &>10 м и основание сложено грунтами с модулем деформации i:>10 МПа, для расчета деформаций основания используем расчетную схему линейно-деформируемого слоя.

Определим толщину линейно-деформируемого слоя Я. При давлении р=250 кПа коэффициент kj -

=0,95. Учитывая, что основание неоднородно, получим:

Я =(6 + 0,1.26) 0,95 = 8,2 м;

1,5Я„ = 12,3 ь

Суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах толщи, равной Н, сост-авляет

§ = 12,3-4=8,3 м. Тогда

Я = 8,2 + 8,3/3 = 8,2 + 2,8 = 11 м.

Для определения средней осадки плиты предварительно находим коэффициенты k, к^у^п /г

При 5=2-11/26=0,85 коэффициент k-IA; при 6=26 м и £>10 МПа коэффициент /?=1,5.

Коэффициенты ! определяем при i)= i> = l выполняя интерполяци!; в зависимости от значений £.=2zb. Результаты сводим в табл. 5.25, в которой

значения г .и соответствующие им значения и

к^ относятся к вертикалям, проходящим через центр (точка С) и середины западной и восточной сторон (точки А и В) плиты (см. рис. 5.28, б).

Средняя осадка плиты по формуле (5.61) при давлении р = 250 кПа=0,25 МПа:

ТА Б

ЛИЦА 5.25. К

ПРИ7ЙЕРУ

5.14

Номер слоя

Точка

г., м

А

0,27

0,068

у

В

0,35

0,088

л

С

0,31

0,078

А

0,54

0,136

В

0,42

0,105

&

С

6,25

0,48

0,120

А

И

0,85

0,213

В

0,85

0,213

С

0,85

0,213

0,25.26-1,4

0.213 - 0,120

/ 0,078 [ 22

22 15

= 6,07.0,00867 = 0,053 м = 5,3 см.

что существенно меньше предельного значения средней осадки, равной Sy = 40 см.

Для определения крена плиты необходимо рассматривать силосный корпус в целом как сооружение с высоко расположенным центром тяжести и учитывать увеличение эксцентриситета вертикальной нагрузки из-за наклона сооружения.

Предварительно вычисляем средние (в пределах слоя толщиной Я=11 м) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунта основания.

Принимая во внимание, что 2 (k.-k . i)=ft3=

(=1

= 0,213, а значение S [(к fe *)/£ . ] уже вычнсле-г=1 г г 1 г

но при определении средней осадки (эта сумма рав-

на 0,00867 получаем;

МПа *),

V =

£ =

1 11

по формулам (5.67) и (5.68) 0,213

:24,6 МПа;

0.00867 (0,3.4 + 0,35.7) = 0,33.

Вычисляем крен фундамента (без учета увеличения эксцентриситета при наклоне сооружения) от внецентренной вертикальной нагрузки (заполнения двух силосных банок) и ветровой нагрузки. По табл. 5.23 при £=0,85 и Т1=1 находим й^=0,37. Тогда по

формуле (5.66)

, -Q-.L 0,37 Ы1Л± =6.1.1о- .

24,6 13

370 = о,аш

(здесь попутно вычислено значение ii=6,l.W торое потребуется в дальнейших расчетах.

Крен фундамента, вызванный неоднородностью основания, определяем как отношение разности осадок противоположных сторон фундамента к его ширине.

Вычисляем средние значения модулей деформации грунта для вертикалей, проходящих через точки А к В фундаментной плиты, пользуясь полученньши ранее значениями ft (см, табл. 5.25):

0,213

0,069 22

0,135 - 0,068 , --г

= 22,4 МПа 0,213

0,213 - 0,135 40

0,038 22

-ji. 0,105 - 0,088 15

= 27,2 МПа.

0,213 - 0,105 40

Поскольку силосный корпус - сооружение жесткое, осадки его краев определяем по формуле

Тогда осадки в точках Л и S будут: 0,25-26.1,4.0,213

1,5.22,4 0,25-26.1,4.0,213 1,5.27.2

= 0.058 м = 5,8 см; = 0,048 м = 4,8см.

Крен фундамента, вызванный неоднородностью основания, находим Из выражеЕ1Ия (5.69):

(0,058 - 0,048) 26

= 0,0004.

Расстояние Нот подошвы фундамента до точки приложения равнодействующей вертикальных нагрузок, определенное как отношение статического момента этих нагрузок относительно подошвы фундамента к их сумме, равно 22,4 м.





Рис. 5.29. К расчету внецентренно загруженного фундамента с учетом его упругого защемления в грунте

Суммарная вертикальная нагрузка на основание при заполнении двух силосных банок

N = 0-\- -IN 4- Vu А = 44,2 + 2- 27 + 4-0,0187.1,3-26= = 114,6 МН.

Крен силосного корпуса с учетом внецентренного его загружения, неоднородности основания и изменения эксцентриситета нагрузки при наклоне сооружения по формуле (5.70)

крена фундаментов опор открытых крановых эста-

0,0023 + 0,0004

1- 6,ЫО-**-114,6-22,4

0,0027 0,984

= 0,00274,

что меньше предельного значения крена для рассматриваемого сооружения.

Крен фундамента, упруго защемленного в грунте (имеющего относительное заглубление X=d/l>\), рекомендуется определять с использованием расчетной схемы основания (рис. 5.29), характеризуемой коэффициентами неравномерного сжатия в вертикальном направлении под подошвой фундамента ci, неравномерного сжатия в горизонтальном направлении Сх и сдвига в плоскости подошвы с .

Коэффициент Ci, МПа/м^, определяется по формуле

c. = M/{kiI), (5.71)

где М - момент, действующий на верхний обрез фундамента, МН-м; t - крен фундамента без учета его заглубления, определяемый по формуле (5.66); I - момент инерции подошвы фундатиента, м*; k. - ко-

К

эффициент, принимаемый равным k =1-0,1Х при

л

Я^2 и Aj=0,8 при Х>2 (здесь А,=d - относительное заглубление фундамента); для фундаментов промзданий, оборудованных мостовыми и (или) подвесными кранами, принимается j=l. а прн расчете

= 1,5, суглинков k = Л

кад: для песков и супесей k

= 1,2, глин k =1,1. л

Значение с^ допускается принимать равным с^ ==0,35сг.

Коэффициент Сх принимается линейно возрастающим с глубиной: Сх = 0 при 2=0 и Сх= = Pci при z=d (см. рис. 5.29), т. е.

Сх (г) = §Ci zld.

(5.72)

где Р - коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта обратной засыпки, т. е. отношения Р^/Р^ (плотности в сухом состоянии грунта обратной засыпки к соответствующей характеристике грунта природного сложения):

1,00 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 1,00 0,88 0,76 0,64 Q.50 0.40

Крен фундамента id с учетом его защемления в грунте определяется по формуле

M,{A + c,A) + Q(S-c,dA) - (S, + с, dA)

(5.73)

а глубина, на которой расположен центр его поворота, - по уравнению

M(S Ч-с, dA) + Q(/ + с./Ч-с, d А )

М

где Mi = AH-Qfto - см. рис. 5.29; d. А, / - глубина заложения, площадь и момент инерции подошвы фундамента;



2......

Глава 5. Расчет основйшй фундаментов мелкого заложения.

0 М

п

(5.74)

зХесьЬ j И hj-CM. на рис. 5,29.

Краевые давления под подошвой заглубленного фундамента определяются по форму-

1/7777

77777Z

и

и

777777.

,0,9

Ьо--2,1

Рис. 5.30. К примеру расчета креиа

ле (5.58), в; которую следует подставлять значение id, вычисленное по формуле (5.73).

Реактивное сопротивление грунта Ox(z) по передней и задней граням фундамента определяется по формуле

Ох (2) =- PCj- (2о - Z) id zfd. Напряжения <3х(г) не должны превышать предельных,значений Oxu(z), вычисляемых по зависимости

ТпСОЗф!

где v g-коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,2; 7 - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0; Cj и - расчетные значения угла внутреннего трения, сцепления и удельного зеса грунта, расположенного выше подошвы фундамента.

,. Горизонтальное перемещение верха фундамента определяется по формуле

u={r+d,)ia. (5.76)

В проектах-фуйдаментов,- перемещения которых определены с учетом их упругого защем-

ления в грунте, должны содержаться требования об устройстве обратных засыпок в соответствии с tpeбoвaниями норм. Степень уплотнения грунта обратной засыпки pVprf следует назначать не менее 0,9.

пример 5.15. Определить крен фундамента раз.-меры которого и нагрузки приведены на рис. 5.30. Грунт основания - супесь, со следующими характеристиками: (pjj=28°, Cj.j = 8 кПа, 7=18,4 кН/м^ 7 = = 16,5 кH/м^ £=21 МПа. Фундамент возводится й открытом котловане, засыпка пазух которого-предусматривается тем же грунтом с уплотнением до удельного веса в сухом состоянии 7== 16 кН/м^, т. е.

степень его плотности рур =7 /7 = 16/16,5=0,97 и соответственно Р = 0,81. Площадь подошвы фундамента Л = 3-4,2= 12,6 М-. Момент инерции -

/ = 3.4,2V12 = 18,52 м*.

Решение. Для коэффициента с. находим крен фундамента по формуле (5.66) (по табл. L15 v = 0,3, по табл. 5.23 при 11=4,2/3=1,4 /г^=0,64):

, = LZ1M1 0,64-М 0.0024.

2.1

Относительное заглубление фундамента /V=£( = 1. Тогда по выражению (5.71) при (5 = 1-0,1 1 =0,9

О,9-0,0024-18,52

=20 МПа/м'.

Откуда =0,35с. =0,35-20 = 7 МПа/м^.

т .

Для определения значения i предварительно по

формулам (5.74) вычисляем:

Ло = .МкН2 [з (4,2=-3,9)+2,1 (3,9-3,6=) + 2-4,2

+ 0,9-3,62] = 45,6 МН/м;

П 81 90

5о=..... - [3 (4,2 - 3,93) 2,1 (3,9i> - 3,63) + -

3-4,2

+ 0,9-3,63] = 145 МН;

/ = .. [3 (4,2 - 3,9) + 2,1(3,9 - 3,6<) + - 4-4,2

+ 0,9-3,6*] = 505 МН-м.

По формуле (5.73)

- 0.8 (45,6 + 7-12,6) + 0,08 (145 + 7-4,2-12,6) (45,6 + 7-12,6)(505 + 20-18,52 + 7-4,2--Г2,6)- - (145 + 7..4,2-12,6)2

. =0,0025.

При определении крена фундамента без учета его защемления в грунте необходимо было бы учесть момент M-bQd=0,84-0,08-4,2=l,14 МН-м. Тогда по формуле (5.66) крен фундамента составил бы г = =0,0034. Таким образом, учет бокового отпора грунта привел к уменьшению крена фундамента и соответственно краевых давлений [см. формулу (5.58)] на 27 %.

5.5.5. Предельные деформации основания

Предельные значения совместной деформа^ ции основания и соорулсения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения (изменение проектных уровней и положений сооруже-



5.5. Расчет qcHoeciHUil до деформаци.чм

ния в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т. п.) Sus;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения Suf.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям Sus должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации. Проверка соблюдения условий s-<:sus производится в составе расчетов сооружений во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций Slif должны устанавливаться расчетом сооружения во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, выполняется при разработке типовых проектов сооружений для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью изменчивости сжимаемости основания в плане сооружения. Проверка соблюдения условия s<s f в стадии привязки типовых проектов к местным грунтовым условиям является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций сооружений.

При разработке индивидуальных проектов сооружений, конструкции которых рассчитываются во взаимодействии с основанием значения Suf не требуется устанавливать. Указанные величины допускается не устанавливать и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникает усилий от неравномерных осадок основания (например, различного-рода шарнирных систем).

Для упрощения расчета оснований по деформациям при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в процессе разработки типовых проектов сооружений по значениям Sus и Suf устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов:

предельные значения степени изменчивости

сжимаемости грунтов ая, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения Е или средней осадки основания сооружения s;

предельную неравномерность деформаций основания As°, соответствующую нулевой жесткости сооружения.

В типовых проектах рекомендуется указывать перечень грунтов (с указанием простейших характеристик их свойств, а такжеixapaK-тера напластований), при наличии которых в основании сооружений не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.

Степень изменчивости основания.ag определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению. Среднее значение модуля деформации грунтов основания Е в пределах плана сооружения определяется как средневзвешенное (с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения).

Зависимость предельных значений ая от среднего .модуля деформации грунтов основания Е или от средней осадки основания соору-


Рис. 5.31. Зависимость предельных значений а^от Е

(кривые ], 2 и 3 соответствуют ширине иодошвы фундаментов, под несущие стены bi, bi, b-i, причт i i-> >Ьг>Ьъ)

женйя S используется преимущественно для протяженных жилых зданий. Пример такой .зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии 1-464 приведен на рис. 5.31.

Для облегчения вычисления средних осадокзданий при привязке типовых проектов:к местным грунтовым условиям рекомендуется в типовых проектах приводить- их расчетные значения в BVijxes = k/E, Где k - коэффициент, зависящий от принятого конструктивного ращения . фундаментов . и действующих ,ыа нцх .нагрузок, кН/м.



ТАБЛИЦА 5.26. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ

Сооружения

Относительная разность осадок

Средняя & или максимальная

ках) осадка, см

0,002 0,004

(8) (12)

0,006

(15)

0,0016

0,005

0,0020

0,0005

0,0024

0,005

0,003 0,003

40 30

0,004 0,004 0,004

40 30 25

0.005 1/(2Я) 1/(2Я) 1/(2Я)

40 30 20 10

0.004

0,002

0,0025

0,001

0.002 0,001

20 10

0,003

0,003

0,0025 0.002

0,0025 0.002

1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом:

. ; железобетонным...............

стальным..................

2. Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок.....

3. .У1ногоэтажиые бескаркасные здания с несущими стенами:

из крупных панелей ..............

из крупных. блоков или кирпичной кладки без армирования ..................

то же, с армированием, в том числе с устройством

железобетонных поясов ............

4.- Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:

рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции на одной фундаментной плкте .....

то же, сборной конструкции ..........

отдельно стоящий силосный корпус монолитной

конструкции................

то же, сборной конструкции..........

отдельно стоящее рабочее здание . . , о * = . 5; Дымовые трубы высотой Я, м: Я<100 .........

100<Я<200.............. . .

200<ЖЗОО......... ,.......

Я>300 . ..................

6. Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в пп. 4 и 5.................

7. Антенные сооружения связи:

стволы мачт заземленные....... . . . .

то же, электрически изолированные . , о . . .

радиобашни ................

башни коротковолновых радиостанций......

башни (отдельные блоки) ....... ...

8. Опоры воздушных линий электропередачи:

промежуточные прямые ............

анкерные н анкерно-угловые, промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных

устройств.................

специальные переходные ,

Примечания;!. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в п. 3, принимаются равными 0,5 (As/L) .

2. При определении относительной разности осадок As/L в п. 8 за L принимается расстояние мелсду осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками - расстояние Между осями сжатого фундамента и анкера.

3. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %.

4. Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную неравномерность осадок (относительный выгиб) здания в размере 50 7о соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в таблице.

5. Для сооружений, перечисленных в пп. 2-3, с фундаментами в виде сплошных плнт предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.

6. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания, отличные от указанных в таблице.

Значения As устанавливаются при разработке типовых проектов протял\;енных зданий на основе сопоставления неравномерных деформаций основания, вычисленных с учетом и без учета лсесткости надфундаментных конструкций (соответственно As и As°). Отношение As/As зависит от приведенной гибкости здания к=Гы или его участка Ai==Li(a (где L а Li - длина здания и участка его локального

искривления; (0=/с6/(4£/), здесь с - среднее значение коэффициента жесткости основания, равное отношению среднего давления на основацие к его средней осадке; b - приведенная ширина продольных фундаментов здания; Ш - обобщенная изгибная л^есткость попереч-

ного сечения коробки здания). Пример указанной зависимости для пятиэталных крупнопанельных жилых домов серии 1-464 приведен на рис. 5.32.

Перечень грунтов, при которых можно не рассчитывать деформации основания, устанавливается на основе полученных при разработке типового проекта зависимостей aE=f(E), При этом рекомендуется использовать соотношения между физическими и механическими характеристиками грунтов, приведенные в справочных таблицах (см. гл. I).

Предельные значения деформаций оснований допускается принимать по табл. 5.26, если конструкции сооружений не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с



ТАБЛИЦА 5.27. ВАРИАНТЫ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ, В КОТОРЫХ РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИИ

ОСНОВАНИЯ ДОПУСКАЕТСЯ НЕ ВЫПОЛНЯТЬ

Вариант грунтовых условий

Производственные:

одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерны-л осадкам (например, со стальным или железобетонным каркасом на отдельных фундаментах прн шарнирном опирании ферм, ригелей и т. п.), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно многоэтажные до 6 этажей включительно с сеткой колонн не более 6x9 м Жилые и общественные прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича, крупных блоков или панелей:

протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно

несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно

1. Крупнообломочные грунты прн содержании песчаного заполнителя менее 40 7о, пылевато-глинистого менее 30 %

2. Пески любой крупности, кроме пылеватых, ил©т-ные и средней плотности

3. Пески любой крупности, только плотные

4. Пески любой крупности, только средней оаотвости при коэффициенте пористости е^0,65

5. Супеси при е^0,65, суглинки при е^0,85 н вшины при е^0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышав ет 0,2

6. Пески, кроме пылеватых, при е^0,7 в сочетании с пылевато-глинистыми грунтами моренного происхождения при е<0,5 и /<0,б кезависимо от порядка

их залегания

Примечания; 1. Таблицей допускается пользоваться при проектировании сооружений, в которых площадь отдельных фундаментов под несущие конструкции отличается не более чем в 2 раза, а также для сооружений иного назначения, чем указано в таблице, при аналогичных с ними конструкциях и нагрузках.

2. Таблицей не допускается пользоваться при проектировании производственных зданий с нагрузками на полы более 20 кПа.

основанием, и в задании на проектирование не установлены значения s s.

Расчет деформаций основания допускается не выполнять, если среднее давление под фундаментами проектируемого сооружения не превышает расчетного сопротивления основания (см. п. 5.5.2) и выполняется одно из следующих условий:

степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной;

инженерно-геологические услогия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта;

грунтовые условия площадки строительства зданий, перечисленных в табл. 5.27, относятся к одному из шести приведенных вариантов.

.0,2

О

Рис. 5.32. Зависимость отношения As/As° от приведенной гибкости здания в целом А, (7) или его участка

Л, (2)

5.6. расчет основании

ПО несущей способности

5,6.1. Общие положения

Расчет оснований по несущей способности сводится к определению предельной нагрузки, при которой у сооружений, передающих основанию доминирующую сдвигающую нагрузку, происходит сдвиг, связанный с резко развивающимися прогрессирующими перемещениями с захватом части массива грунта основания или непосредственно по подошве (рис. 5.33, а); у сооружений, опирающихся на фундаменты мелкого заложения и передающих основанию доминирующую вертикальную нагрузку, происходит выпирание грунта основания из-под фундамента и связанное с этим резкое, прогрессирующее нарастание вертикальных перемещений (рис. 5.33, б); у сооружений, имеющих фундаменты глубокого заложения, нарастание осадок происходит одновременно с увеличением нагрузки (рис. 5.33, е).

Зависимости перемещений штампов от нагрузки, получаемые при штамповых испытаниях грунта, для указанных выше трех случаев представлены на рис. 5.33.

При потере несущей способности основания образуются поверхности скольжения, охватывающие всю подошву фундамента или сооружения. В каждой точке поверхности скольжения по теории прочности Мора-Кулона между нормальными а и касательными т напряжениями выполняется соотношение

т = atgф-c, (5.77)

где ф - угол внутреннего трения грунта; с -г удельное сцепление грунта.






Расчет оснований по несущей способности производится в следующих случаях:

на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (горизонтальное давление грунта на подпорные стены, горизонтальная составляющая нагрузки на фундаменты распорных конструкций, сейсмические воздействия) ;

соорулсение распололено на откосе или вблизи откоса;

основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными глинистыми и заторфованными грунтами (при степени влажности 5:0,85 и коэффициенте консолидации с^<107 см2/год);

основание сложено скальными грунтами.

В первых двух случаях потеря несущей способности связана со значительными перемещениями поэтому, если конструктивными мероприятиями (устройством полов в подвале здания, введением затяжек в распорные конструкции, жестким закреплением откоса, объединением фундаментов в единую систему пространственно жесткой надфундаментной конструкцией) исключена возможность смещения фундамента, расчет по несущей способности молшо не производить.

Расчет по несущей способности производится из условия

F<.ycFuhn, (5.78)

где F - расчетная нагрузка на основание; F у- сила предельного сопротивления основания; -у^, - коэффициент условий работы, принимаемый: для песков (кроме пылеватых) равным 1,0; для песков пылеватых и глинистых грунтов в стаби.тизированном состояний - 0,9; для глинистых грунтов в нестабилизиро-ванном состоянии - 0,85; для скальных грунтов не-выветрелых и слабовыветрелых - 1,0; выветрелых- 0,9; сильно выветрелых - 0,8; 7- коэффициент надежности по назначению сооружений, принимаемый для сооружений: I класса равным 1,2, II класса - 1,15 и III класса - 1,1.

Основания ленточных фундаментов прове-рякз.тся на устойчивость только в направленки короткой стороны (Щирины) фундамента, а прямоугольного, квадратного и круглого -

Рис. 5.33. Зависимости горизонтальных (и) и вертикальных (s) перемещений штампов от нагрузки

Т - горизонтальная . составляющая нагрузки на штамп (вертикальная составляющая - постоянная); /V - вертикальная нагрузка на штамп (при Г=0)

В направлении действия момента либо направления горизонтальной составляющей нагрузки на фундамент; при этом необходимо учитывать, что потеря устойчивости в зависимости от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющих нагрузок может иметь характер плоского сдвига по подошве или глубокого сдвига с захватом грунта основания. В некоторых случаях необходима проверка по обоим возможным вариантам разрушения.

5.6,2. Несущая способность оснований, сложенных грунтами, находящимися в стабилизированном состоянии

А. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА НА ГЛУБОКИЙ СДВИГ ФУНДАМЕНТОВ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОДОШВОЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВНЕЦЕНТРЕННОЙ НАКЛОННОЙ НАГРУЗКИ

Вертикальная составляющая Nu силы предельного сопротивления основания, сложенного нескальными однородными грунтами, находящимися в стабилизированном состоянии, для фундамента с плоской горизонтальной подошвой определяется по формуле

Nb Г (Nlb у,+М^1у[а +Nlc,) ,

(5.79)

где 6,и / - приведенные ширина и длина фундамента (рис. 5.34):

Ь' =.Ь-2еь; (5.80)

r = l - 2ei, (5.S1)

(здесь е^я -эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок, приведенных к подошве фундамента, причем символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой ожидается потеря устойчивости основания); N ,N и N - без-

У q с

размерные коэффициенты несущей способности (табл. 5.28), определяемые в зависимости от расчетного, зна--чения угла внутреннего трения и приведенного значения угла наклона б, равйодействующей внешнер! на-



1 ... 6 7 8 9 10 11 12 ... 48