Расчет столбчатых фундаментов.

Основание столбчатых фундаментов всегда рассчитывается по деформациям и в отдельных случаях (см. лекцию 2) по несущей способности. Конструкции столбчатого фундамента рассчитываются по прочности и ширине раскрытия трещин (для железобетонных фундаментов).

Определение размеров подошвы фундамента в плане. Расчет выполняется на действие расчетных нагрузок для II группы предельных состояний из условия ограничения давлений на основание до такого уровня, при котором расчет осадок основания может производится по линейной теории. Эпюры контактных давлений в этих расчетах принимаются линейными. 

В качестве исходных данных задаются такие параметры (рис. 3.2): d – глубина заложения фундамента; h_f – высота фундамента; g _a – осредненный удельный вес фундамента и грунта на его свесах, принимаемый при отсутствии точных данных 20 кН/м³; q – пригруз на поверхности основания от складируемых материалов и транспортных средств, принимаемый не менее 20 кН/м² для промышленных зданий и 10 кН/м² для гражданских зданий; N – продольная сила на обрезе фундамента; Q_y, Q_x – поперечные силы на уровне обреза фундамента по направлению поперечной (y) и продольной (x) оси фундамента; M_x, M_y – изгибающие моменты в сечении обреза фундамента относительно продольной (x) и поперечной (y) оси фундамента; A – площадь подошвы фундамента; W_x, W_y – моменты сопротивления площади подошвы фундамента относительно продольной (x) и поперечной (y) оси площади подошвы; R – расчетное сопротивление грунта.

Расчетное сопротивление грунта. Представляет собой максимальную величину среднего давления по подошве фундаментов, до достижения которой справедлива линейная зависимость между давлениями на грунт и его осадками. Определяется как величина, близкая к первому критическому давлению, по формуле (см. также рис. 3.3):

(3.5)

где g_с1, g_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по нормам на проектирование оснований; k – коэффициент, равный единице, если прочностные характеристики грунта определены из опыта, и 1, 1, если они приняты по справочным данным; M _g, M_q, M_c – табличные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; k_z – коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента b и принимаемый равным единице, если b < 10 м; c_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d_b – глубина подвала, измеряемая от уровня планировки до пола подвала (при ширине подвала более 20 м принимается равной нулю, в остальных случаях не более 2 м);
d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий или приведенная глубина заложения от пола подвала, определяемая по формуле:

                                                                             (3.6)

где h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;
h_cf – толщина конструкции пола подвала;
g _cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.

Входящая в формулу (3.5) расчетная величина удельного веса грунта g _II определяется как осредненное значение для слоев грунта, расположенных на глубину 0, 5*b ниже подошвы фундамента, по формуле:

                                                                     (3.7)

где g _{II, i} и h_i – соответственно удельный вес, определяемый при необходимости с учетом взвешивающего действия воды, и толщина i^{– го} слоя грунта; n – количество слоев грунта в сжимаемой толще.

Входящая в формулу (3.5) величина удельного веса g^’ _II определяется по формуле (3.7) для грунтов выше подошвы фундаментов, т.е. для грунтов обратной засыпки. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, в формуле (3.5) используется приведенная ширина фундамента b, равная корню квадратному из площади подошвы А.

Ниже приводятся четыре условия, ограничивающие среднее давление по подошве фундамента, давление в угловой точке и давления на серединах сторон фундамента:

            (3.8)

A

Рис. 3.4. Расчётная схема к проверке давлений под подошвой фундамента столбчатого фундамента: N, Qx, Qy, Mx, My – усилия, приложенные к обрезу фундамента; q – пригруз; gа – усреднённый удельный вес грунта обратной засыпки и фундамента; Рср, Р min, Pmax – среднее, минимальное и максимальное давления под подошвой фундаментов; А, Wx, Wy – площадь подошвы и моменты сопротивления площади подошвы фундаментов; (0), (y), (х), (с) – контрольные точки при проверке давлений на основание.

(c)

g a

Pmin

Pcp

Pmax

N

My

Mx

Qy

Qx

q

hf

d

x

y

z

x

y

(x)

(0)

l

b

Из решения системы неравенств (3.8) определяют ширину подошвы фундамента b и длину l. Обычно задаются отношением k = l / b, в связи, с чем определению подлежит только ширина подошвы фундамента b, так как ее длина l = k× b. Систему неравенств (3.8) часто решают графическим методом (рис. 3.5).

Для этого в координатной плоскости с осями b, p строят графики левых и правых частей неравенств (3.8). Абсциссы точек пересечения этих графиков являются граничными значениями ширины подошвы фундамента b_i в неравенствах (3.8). В качестве расчетного значения ширины подошвы фундамента принимают максимальное значение из найденных граничных значений: b = max (b_i).

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: