// //
Дом arrow Научная литература arrow Механика грунтов arrow № 15 Проект. по пред. состояниям
№ 15 Проект. по пред. состояниям

Лекция 15.

Проектирование фундаментов по предельным состояниям

 

 До 1962 г. фундаменты проектировали по допускаемым нагрузкам, а затем перешли к проектированию по предельным состояниям.

Сейчас в расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние, согласно            СНиП 2.02.01-83*) и по деформациям (второе предельное состояние). При этом оба вида указанных состояний между собой, как правило, не совпадают. Часто оказывается, что несущая способность грунтов по устойчивости еще далеко не исчерпана, а в осадках фундаментов уже достигнуто предельное состояние их развития. Поэтому расчет оснований по деформациям обычно считается основным, а расчету устойчивости грунтов чаще придают  проверочный характер.

Такие осадки не допустимы

 
                  № 15 Проект. по пред. состояниям   

 

Рпр – очень большое значение и не удовлетворяет величине предельно-допустимых осадок.

 

S

 
                              

 

 

S – ожидаемая совместная осадка сооружения и основания по расчету;

SU – предельно допустимая осадка основания и сооружения.

Величина SU = f (чувствительности здания, технологических, архитектурных требований).

Пример технологических требований - фундамент турбогенератора

L= 40 – 50 м; SПР. – имеет min значение, т.к. даже при толщине плиты

h =1 м и L = 50 м конструкция все равно будет гибкой, испытывая прогиб      № 15 Проект. по пред. состояниям    или выгиб    № 15 Проект. по пред. состояниям  И такие деформации приводят к выводу машины из строя.

На величину S – влияет жесткость сооружения, уменьшая неравномерные осадки, однако до настоящего времени жесткость сооружения в расчет обычно не учитывается – что идет в запас расчета.

 

Под S – может быть:  - абсолютная осадка;

№ 15 Проект. по пред. состояниям                                      - средняя осадка; (Sср)  

                                      - разность осадок; (

                                      - крен;

                                      - прогиб

                                      - выгиб; кривизна; угол закручивания;

                                      - горизонтальные смещения.

 

Sср = (a1F1S1 + a2F2S2 +...+ anFnSn )/( a1F1 + a2F2 +...+ anFn)

 

где  a1,a2 ,an  - количество одинаковых фундаментов, имеющих площади      F1 ,F2 ,Fn - соответственно.

S1 ,S2 ,Sn – подсчитанные осадки.

Опыт строительства показывает, что легкие здания в однородных грунтах при согласованном залегании слоев, сжимаемость которых с глубиной уменьшается, получают осадки в 2-3 раза меньше предельных, и тогда нет необходимости рассчитывать осадку.

 

         mv1 > mv2 >mv3 > mv4

mv1

 

mv4

 

mv3

 

mv2

 
№ 15 Проект. по пред. состояниям

P

 
Необходимым и достаточным условием здесь будет выполнение неравенства:

 

 

где Р – фактическое среднее давление грунта под фундаментом;

      R – расчетное сопротивление грунта основания

 

R = ( / k) [M

 

где,  

коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием (1,1…1,4 для здания с жесткой конструктивной схемой; 1 – для здания с гибкой конструктивной схемой).

 k  коэффициент надежности (1,1 – при определение характеристик грунтов по косвенным данным); (1 – при определение характеристик грунтов по непосредственным данным).

 M

b – меньшая сторона подошвы фундамента (м);

 

cII – расчетное значение удельного сцепления;

db – глубина подвала (м);

 d1 –глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом.

d1=h2+h1

 
№ 15 Проект. по пред. состояниям

 

 

db

 

 

h2

h1

 

 

 

 

 

 

 

 


gп – удельный вес конструкции пола подвала

 

R – расчетное сопротивление грунта основания, это такое давление, при котором глубина зон пластических деформаций (t) равна 1/4b.

№ 15 Проект. по пред. состояниям
 


№ 15 Проект. по пред. состояниям                  

1/4b

 
                                                                                                                          

Использование данной формулы:

1.     Конструктивно задаемся шириной фундамента b

2.     По характеристикам грунта определяем R

3.     Сравниваем R и Р

 

                                   P=(N0+Nф+Nгр)/A

№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям

Тогда

№ 15 Проект. по пред. состояниям

  ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах

   ср = 20…22 (кН/м3)  - для зданий без подвала; 16…19 (кН/м3)   - для здания с подвалом.

Для зданий III и IV класса можно не вычислять R, а принимать это значение по таблице СНиП 2.02.01-83. Там собраны и обобщены опытные данные, начиная с Российской империи.

В таблицах СНиП R0 – называется условным расчетным сопротивлением (обычно используется для зданий с b = 0,6…1,5 м и d = 1…2,5 м для грунтов, у которых сжимаемость с глубиной не увеличивается и пласты залегают горизонтально).

 

Проектирование по предельному состоянию по устойчивости, несущей способности

(первое предельное состояние)

Условия расчета


1. Наличие постоянно действующей горизонтальной составляющей.

№ 15 Проект. по пред. состояниям

          2. Основание ограничено нисходящими откосами.

№ 15 Проект. по пред. состояниям
 


                  

 

 

 

3.     При проектировании анкерных фундаментов.

 

№ 15 Проект. по пред. состояниям
 

 

 

 

 

 

 


4.     При наличии в основании скальных пород.

 

Расчет оснований по несущей способности

№ 15 Проект. по пред. состояниям 

F

                                                          

F – расчетная нагрузка на основание при наиболее невыгодной комбинации нагружения; Fu – несущая способность основания (сила предельного сопротивления основания);

       Для скальных грунтов

                                   

№ 15 Проект. по пред. состояниям

     Rc – расчетное значение временного сопротивления образца скального грунта сжатию в водонасыщенном состоянии.

      Nu - вертикальная составляющая силы предельного сопротивления.

    b/l/ - приведенные ширина и длина фундамента

eb , el - эксцентриситеты приложения всех нагрузок по осям фундамента

 
№ 15 Проект. по пред. состояниям         b/= b – 2eb

       l/= l – 2el

 

 

Для однородных нескальных грунтов несущую способность находят аналитически

№ 15 Проект. по пред. состояниям 

             Nu = b`l`(N

 

f ~

 
№ 15 Проект. по пред. состояниямN

Nq =

Nc =

 

i

n

Графоаналитический метод определения  Nu с построением кругло цилиндрических поверхностей скольжения – применяется если:

       - основание сложено неоднородными грунтами;

       - величины пригрузок с разных сторон фундамента отличаются,  > чем на 25%.

 

 Недостатки проектирования фундаментов по R:

       Выравнивание давления приводит к разной ширине подошвы фундамента и разной величине активной сжимаемой толще,  значит и к разным (неравномерным) осадкам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правильнее проектирование вести по заданной (одинаковой) величине осадки с проверкой расчета по первому предельному состоянию, или расчет одновременно по двум предельным состояниям.

№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниямS

II предельное состояние

 

I предельное состояние

 
 


№ 15 Проект. по пред. состояниям

№ 15 Проект. по пред. состояниям№ 15 Проект. по пред. состояниям                                                    № 15 Проект. по пред. состояниям

№ 15 Проект. по пред. состояниям

2. Одинаковая осадка всех фундаментов

 

1. Экономичные фундаменты

 
 


                                                  

 

 

№ 15 Проект. по пред. состояниям
 

 

 


№ 15 Проект. по пред. состояниям

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.