Виды колебаний фундаментов и расчетные характеристики оснований (упругие, демпфирующие).

Виды колебаний фундаментов ???
Основным параметром, характеризующим упругие свойства оснований фундаментов, является коэффициент упругого равномерного сжатия С_z. Его следует определять экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных величину С_z, кН/м³, допускается определять для фундаментов с площадью подошвы А не более 200 м² по формуле

,где b₀ — коэффициент, м^–1, принимаемый равным: для песков 1, для супесей и суглинков 1,2, для глин и крупноблочных грунтов 1,5; E — модуль деформации грунта, кПа, определяемый в соответствии с требованиями главы СНиП «Основания здании и сооружений. Нормы проектирования»; A — площадь подошвы фундамента, м²; А₀ = 10 м².

Модуль деформации грунта, как правило, должен определяться по результатам полевых штамповых испытаний. При отсутствии таких испытаний допускается пользоваться табличными данными.

Для фундаментов с площадью подошвы А, превышающей 200 м², значение коэффициента C_zпринимается как для фундаментов с площадью подошвы A = 200 м².

Коэффициент С_z характеризует жесткость основания при поступательном вертикальном перемещении фундамента.

Помимо С_z в расчетах используются коэффициент упругого неравномерного сжатия С_φ, кН/м³ (при повороте фундамента относительно горизонтальной оси, проходящей через его подошву), упругого равномерного сдвига С_x, кН/м³ (при горизонтальном поступательном перемещении фундамента), и упругого неравномерного сдвига С_ψ, кН/м³ (при вращении относительно вертикальной оси). Их значения принимаются [1]:

 

Коэффициенты жесткости для естественных оснований фундаментов определяются по формулам:

– при вертикальных поступательных колебаниях фундамента,k_z = C_zA;

– при горизонтальных поступательных колебаниях фундаментаk_x = C_xA;

–при вращательных колебаниях относительно горизонтальной оси, проходящей через подошву фундамента,k_φ = C_φI_φ;

– при вращательных колебаниях относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента,k_ψ = C_ψI_ψ,

где I_φ и I_ψ — моменты инерции подошвы фундамента относительно горизонтальной и вертикальной осей.

Демпфирование– принудительное гашение колебаний (обычно вредных) систем, либо уменьшение их амплитуды до допустимых пределов.

Основной причиной, определяющей затухания колебаний фундаментов, является потеря энергии на возбуждение упругих волн в грунте, которые переносят энергию от фундамента в отдаленные от него части грунтового массива, где эта энергия постепенно поглощается за счет неупругого сопротивления грунта. Однако при описании колебаний самого фундамента учет потерь энергии за счет излучения упругих волн удобнее вести в рамках теории вязкого сопротивления, которое зависит от тех же параметров, что и жесткость естественного основания, т.е. от вида грунта, его упругих свойств и площади подошвы. Следовательно, коэффициенты демпфирования и коэффициенты жесткости для естественных оснований связаны между собой [2]. Демпфирующие свойства определяются коэффициентами относительного демпфирования ξ (доля критического затухания колебаний), определяемыми, как правило, по результатам испытаний.

Коэффициент относительного демпфирования для вертикальных колебаний ξ_z связан с коэффициентом демпфирования упруго-вязкого основания B_z в уравнении (9.4) следующим образом:

,

где λ_z — угловая частота свободных вертикальных колебаний установки.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: