Расчет осадок методом эквивалентного слоя грунта и слоя конечной толщины

Эквивалентным слоем грунта называется слой, осадка которого при сплошной нагрузке в точности равна осадке фундамента на мощном массиве грунта

Метод эквивалентного слоя грунта, так же как и все преды­дущие методы расчета осадок фундаментов, базируется на тео­рии линейно деформируемых тел, но чрезвычайно упрощает тех­нику вычислений как в случае однородных, так и слоистых на­пластований грунтов и дает возможность определить не только конечную стабилизированную осадку фундаментов, но и протека­ние осадок во времени, приводя сложнейшую пространственную задачу теории консолидации к эквивалентной одномерной*.

hэ=Aωb Это показывает, что мощность эквивалентного слоя грунта зависит от бокового расширения грунта (коэффициента А), от формы и жесткости фундамента (коэффициента ω) и пропорциональна ширине подошвы фундамента b. Зная размер эквивалентного слоя грунта, осадку фундамента заданных размеров и формы определим по формуле, заменив в ней h на hэ: s=h_эm_vp Приближенный учет ограниченности (конечной глубины) сжима­емой толщи. Если на некоторой глубине залегают несжимаемые скальные породы, возникает необходимость учитывать новое гра­ничное условие, т. е. конечную глубину сжимаемой толщи.

Исходные данные, необходимые для определения осадок фундаментов сооружений. До нач. расчета необх убедиться в возможн-ти исп-ия теории линейно-деформируемых тел и проверить выполн-ие усл-я p<R, т.е. сред давление под подошвой фунд не д. превышать расч сопр-ия гр основ-я. Осадки опр-т от расч нагрузок с коэф надежности по нагр γ_f=1.

При опр-ии осадки методом послойного суммированияприним-ся след допущения: 1. осадка основ-я вызыв-ся дополнит. давлением p₀: p₀=p- s_zg0, где p – полное давл-е под подошвой фунд, s_zg0 – вертик норм напряж-е от собств веса гр на ур подошвы фунд. При планировке срезкой принимается s_zg,0= g'd, при планировке подсыпкой s_zg,0 = g' d_n, где g‘ - уд вес гр, расположенн выше подошвы, d – глуб залож-я фунд от ур планировки, d_n – глуб залож-я фунд от ур природн рельефа. 2. распределение по глубине дополнит вертикальн норм напряж-й s_zp от внешн давления p₀, приним-ся по теории линейно-деформируем среды как в однородном основании: s_zp= αp₀, α – коэф, принимаем по СНиП, p₀ – дополнит вертикальн давление на основание. 3. при подсчете осадок основания дел-ся на элементарн слои, сжатие кот опр-ся от дополнит вертикальн норм напряж-я s_zp, действующ по оси фунд в середине рассматриваемого слоя. 4. сжимаемая толща основ-я огранич-ся глубиной z=Hc – глубина сжимаемой толщи, где вып-ся усл-е s_zp= 0,2 s_zg.

Осадка основ-я методом послойного суммирования: , где β – коэф-т =0,8; s_zpi– ср знач-е дополнит вертик напряж-я в i-том слое гр; h_i – толщина элементарн слоя, h_i=0,2b; E_i – модуль деф-ции i-того слоя гр.

37. Определение размеров подошвы жестких фундаментов.

Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов мелкого заложения

Для расчета основ-й по 2 гр. пред сост-й необх зн размеры подошвы фунд и передаваем на гр давление.

Центр-нагруженн фунд – у кот равнодействующ внешн нагр проходит ч/з центр тяжести его подошвы. Обычно вертик нагр на фунд N₀ задается на ур его обреза, чаще совпадающ с отм. планировки. Суммарн давление на основ-ие на ур подошвы фунд опр-ся по форм: р=N₀/A+ d, где А – площадь подошвы фунд, -ср знач-е уд веса фунд и гр на его обрезах (для ж/б =20кН/м3), d – глубина залож-я фунд.

Если принять р=R₀ (давл-е под подошвой фунд = расч сопр-ю гр основ-я), то зависим-ть для опред-ия ориентировочн размеров подошвы фунд: А=N₀/ (R₀- d); . Затем уточн-т расч сопр-ие основ-я, подставляя в форм.принятые размеры подошвы фунд. Конструирование тела фунд производят в соотв-ии с нормами на проектир-е бет и ж/б констр-ций. Высоту фунд опр-т, учит след факторы: 1. усл-я произв-ва работ – верх грань фунд выводится на отн. отм. -0,150м; 2. конструктивн соображ-я – размещение колонн в фунд, миним толщ дна стакана; 3. прочность мат-ла фунд.

После уточнения всех разм опр-т ср. давл-е в подошве фунд и проверяют усл-е: , где N₀ – вертик. нагр на фунд; N_f – вес фунд; N_g – вес гр на обрезах фунд; b и l – разм подошвы фунд; R – расч сопр-ие гр основания.

Окончат разм фунд опр-т на основ-и его расчета по деф-циям.

Опред-е размеров подошвы внецентренно нагруженн фунд - у кот равнодействующ внеш нагр проходит с некоторыи эксцентриситетом отн центра тяж-ти его подошвы.

Разм внецентр.нагр фунд опр-т из усл-й: р≤R, рmax≤1,2R, ≤1,5R, где р - сред давл-е под подошвой фунд от нагрузок для расчета основ-я по деф-циям; рmax - max краевое давл-е под подошв фунд, -max давл-е в угловой точке при действии моментов в 2х направлениях.

Внецентр.нагр фунд м. испывать нагр от верт и гориз сил, изгиб моментов, действ-х в разл плоскостях. Max и min давление под краем фунд при действии момента сил отн главн осей ниерции площади подошвы: , N – нагр на осн-ие, А – площадь подошвы, Mx, My – момент сил отн центра подошвы фунд, x и y – расст-е от главн оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил до наиб удаленных точек подошвы фунд, Jx и Jy – момент инерции площади подошвы фунд отн. той же оси. Для фунд с прямоуг подошвой: , l и b – разм подошвы фунд, e_x и e_y – эксцентриситет равнодействующей внешн нагр: e_x(y)=M_x(y)/N.

Эксцентриситет вертик нагр на фунд ε: ε=e/l<ε_u – отн. эксцентриситет, = 1/10 для фунд под колонны произв зд с кр Q≥75т и откр эстакад с кр Q=15т и во всех случ-х, когда R<150кПа; =1/6 – для ост-х произв-х зд и откр эстакад; = ¼ для бескр зд / подвесн кранов оборуд-м. Эпюры контактных давлений: 1. ε<1/6 – Э – трапецивидная, p_min/p_max≥0,25; 2. ε=1/6 – Э - треугольн p_min/p_max=0; 3. ε>1/6 - Э – треугольн с нулевой ординатой пределах подошвы, p_min/p_max<0

Влияние внецентр нагр м. < путем вытягивания фунд в стороны действия момента / смещен центра тяж-ти подошвы фунд в сторону эксцентриситета (примен-е нессиметричн фунд).