2.5. Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и
сдвига
Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле
,
где и
– моменты соответственно опрокидывающих
и удерживающих сил относительно оси
возможного поворота (опрокидывания)
конструкции, проходящий по крайним
точкам опирания, кН·м;
–коэффициент
условий работы, принимаемый при проверке
конструкции, опирающихся на отдельные
опоры, для стадии строительства равным
0,95; для стадии постоянной эксплуатации
равным 1,0; при проверке сечений бетонных
конструкций и фундаментов на скальных
основаниях, равным 0,9; на нескальных
основаниях – 0,8;
–коэффициент
надежности по назначению сооружения,
принимаемый равным 1,1 при расчетах для
стадии постоянной эксплуатации и 1,0 при
расчетах для стадии строительства.
Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.
Удерживающие
силы следует принимать с коэффициентом
надежности по нагрузке для постоянных
нагрузок

При
расчете фундаментов опор мостов на
устойчивость против сдвига по основанию
сила стремится сдвинуть фундамент, а сила
трения его о грунт
(по подошве фундамента) сопротивляется
сдвигу. Сила
,
где – коэффициент трения фундамента по
грунту.
В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03 –84 устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле

где – сдвигающая сила,
кН, равная сумме проекций сдвигающих
сил на направление возможного сдвига;
–коэффициент
условий работы, принимаемый равным 0,9;
–коэффициент
надежности по назначению сооружения,
принимае
мый равным 1,1;
–удерживающая
сила, кН, равная сумме проекций удерживающих
сил на направление возможного сдвига.
Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы, а удерживающие силы – с коэффициентом надежности по нагрузке, указанные выше.
В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, допускается принимать силу, значение которой не превышает активного давления грунта.
При
расчете фундамента на сдвиг принимают
следующие значении коэффициентов трения
Таблица 2.5.1. — Значении коэффициентов трения
Грунты | |
Глины во влажном состоянии | 0,29 |
Глины в сухом состоянии | 0,30 |
Суглинки и супеси | 0,30 |
Гравийные и галечниковые | 0,50 |
Пески | 0,40 |
Скальные с омыливающейся поверхностью (глинистые сланцы, известняки и т.п.) | 0,25 |
Скальные с неомыливающейся поверхностью | 0,6 |
Пример
2.5.1.Определить
устойчивость фундамента опоры моста
против опрокидывания, если дано:
вертикальная сила

Рис.5. Схема к расчету фундамента на устойчивость против опрокидывания
Решение. Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле
.
кН·м
Принимаем и
.
Тогда .
Следовательно, проверка на устойчивость против опрокидывания обеспечена.
Пример
2.5.2. Определить
устойчивость фундамента опоры моста,
опирающейся на глину, против сдвига,
если дано: вертикальная сила =7704
кН; момент
опрокидывающих сил
=2190
кН·м.Размеры
фундамента и другие характеристики
приведены на рис.5.
Решение. Устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле
Принимаем и
. Из табл.2.5.1.
значение коэффициента
принимаем
равным 0,3.
Тогда удерживающая сила будет равна
кН.
Сдвигающую силу определим по формуле
кН.
кН.
Так как728 < 1891,следовательно, устойчивость фундамента против сдвига по подошве обеспечена.
studfile.net
Как сделать расчет фундамента на опрокидывание
- Монтаж фундамента
- Выбор типа
- Из блоков
- Ленточный
- Плитный
- Свайный
- Столбчатый
- Устройство
- Армирование
- Гидроизоляция
- После установки
- Ремонт
- Смеси и материалы
- Устройство
- Устройство опалубки
- Утепление
- Цоколь
- Какой выбрать
- Отделка
- Устройство
- Сваи
- Виды
- Инструмент
- Работы
- Устройство
- Расчет
Поиск


- Монтаж фундамента
- ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый
Фундамент под металлообрабатывающий станок
Устройство фундамента из блоков ФБС
Заливка фундамента под дом
Характеристики ленточного фундамента
- ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый
- Устройство
- ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление
Устранение трещин в стенах фундамента
Как армировать ростверк
Необходимость устройства опалубки
Как сделать гидроизоляцию цоколя
- ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление
- Цоколь
- ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство
Отделка фундамента камнем
Выбор цокольной плитки для фасада
Что такое цоколь
Как закрыть винтовые сваи
- ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство
- Сваи
fundamentaya.ru
Расчет рекламныой конструкции, устойчивость конструкции
Продолжаем расчет рекламной конструкции, определяем устойчивость конструкции на опрокидывание и проводим расчет на прочность ответственных соединительных элементов.
Расчет фундаментных болтов
Расчет конструкции на устойчивость против опрокидывания
Результаты расчетов
Расчет конструкции с помощью программного комплекса APM WinMachine
Расчет болтового соединения оголовка
Список используемой литературы
К первой части. Ветровая нагрузка
Часть 2
Расчет на устойчивость
Расчет фундаментных болтов рекламной конструкции
В зависимости от ветрового района установки и высоты конструкции сущетст-вуют два варианта исполнения фундаментных болтов: М 30 или М36 (см табл.1). Проверка сечения болтов ведется для каждого из вариантов исполнения, при этом рассматривается случай, при котором сумма изгибающих моментов для элемента заданного сечения является наибольшей
Расчетная схема (фундаментные болты М 30)
Ветровой район III, высота стойки 4.5м ветровая нагрузка под углом 45гр к щиту
Проверка сечения фундаментных болтов М30:
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Х-Х
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Y-Y:
Итого на самый загруженный болт приходится
P = px+py =5968+ 2948 = 8916кг
Несущая способность фундаментного болта М36 составит: Nb=Rbt×Ab =1900×5.6 = 10640 кг, где
Rbt — расчетное сопротивление болтов растяжению ([2], табл.60)
Abn — площадь сечения болта нетто ([2], табл.62)
Итого: P = 8916 <Nb =10640
Вывод: принятые болты М30 удовлетворяют требованиям прочности
Расчетная схема (фундаментные болты М36)
Ветровой район V, высота стойки 4.5м, ветровая нагрузка под углом 45гр к щиту
Проверка сечения фундаментных болтов М36:
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Х-Х
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Y-Y:
Итого на самый загруженный болт приходится
P = px+py =9525+ 4280 = 13805кг
Несущая способность фундаментного болта М36 составит:
Nb=Rbt×Ab = 1900×8.16 = 15504кг , где
Rbt — расчетное сопротивление болтов растяжению ([2], табл.60) Abn — площадь сечения болта нетто ([2], табл.62)
Итого: P = 13805 <Nb =15504
Вывод: принятые болты М36 удовлетворяют требованиям прочности
наверх
Расчет конструкции на устойчивость против опрокидывания
Расчетная схема
Под действием ветровой нагрузки конструкция пытается повернуться относительно ребра фундамента (точка А)
Mопр=Pw×L, кгс × см
Удерживающий момент возникает от собственного веса фундаментного блока Рф , веса конструкции Pк и веса насыпного грунта с объемной массой не ниже 1.5т/м3
наверх
Результаты расчета в зависимости от высоты конструкции и ветрового района установки. Табл.3
Вет- | Вы- | Ве- | Плечо L, м | Опро- | Размеры фунда- | Вес фунда- | Вес кон- | Вес насып- | Удер- | коэф. запа-
|
III | 2 | 1836 | 440,5 | 808758 | 2,5х1,9х0,5 | 5700 | 1394 | 1567,5 | 974419 | 1,20 |
2,5 | 1836 | 490,5 | 900558 | 2,7х1,9х0,5 | 6156 | 1433 | 1692,9 | 1127751 | 1,25 | |
3 | 2155 | 540,5 | 1164778 | 3х1,9х0,5 | 6840 | 1472 | 1881 | 1376055 | 1,18 | |
3,5 | 2240 | 590,5 | 1322720 | 3,4х1,9х0,5 | 7752 | 1511 | 2131,8 | 1743404 | 1,32 | |
4 | 2325 | 640,5 | 1489163 | 3,6х1,9х0,5 | 8208 | 1550 | 2257,2 | 1946462 | 1,31 | |
4,5 | 2416 | 690,5 | 1668248 | 3,8х1,9х0,5 | 8664 | 1590 | 2382,6 | 2160859 | 1,30 | |
5 | 2492 | 740,5 | 1845326 | 4х1,9х0,5 | 9120 | 1730 | 2508 | 2404440 | 1,30 | |
IV | 2 | 2320 | 440,5 | 1021960 | 2,8х2,1х0,5 | 7056 | 1394 | 1940,4 | 1309190 | 1,28 |
2,5 | 2320 | 490,5 | 1137960 | 3х2,1х0,5 | 7560 | 1433 | 2079 | 1494720 | 1,31 | |
3 | 2743 | 540,5 | 1482592 | 3,6х2,1х0,5 | 9072 | 1472 | 2494,8 | 2112286 | 1,42 | |
3,5 | 2848 | 590,5 | 1681744 | 3,8х2,1х0,5 | 9576 | 1511 | 2633,4 | 2346188 | 1,40 | |
4 | 2946 | 640,5 | 1886913 | 4х2,1х0,5 | 10080 | 1640 | 2772 | 2608560 | 1,38 | |
4,5 | 3074 | 690,5 | 2122597 | 4,2х2,1х0,5 | 10584 | 1680 | 2910,6 | 2867999 | 1,35 | |
5 | 3159 | 740,5 | 2339240 | 4,4х2,1х0,5 | 11088 | 1720 | 3049,2 | 3139726 | 1,34 | |
V | 2 | 2900 | 440,5 | 1277450 | 3,2х2,1х0,5 | 8064 | 1394 | 2217,6 | 1681286 | 1,32 |
2,5 | 3416 | 490,5 | 1675548 | 3,6х2,1х0,5 | 9072 | 1433 | 2494,8 | 2105968 | 1,26 | |
3 | 3440 | 540,5 | 1859320 | 4х2,1х0,5 | 10080 | 1560 | 2772 | 2594160 | 1,40 | |
3,5 | 3575 | 590,5 | 2111038 | 4,2х2,1х0,5 | 10584 | 1600 | 2910,6 | 2852879 | 1,35 | |
4 | 3722 | 640,5 | 2383941 | 4,4х2,1х0,5 | 11088 | 1640 | 3049,2 | 3123886 | 1,31 | |
4,5 | 3856 | 690,5 | 2662568 | 4,6х2,1х0,5 | 11592 | 1680 | 3187,8 | 3407179 | 1,28 |
Вывод: устойчивость конструкции обеспечена
наверх
Расчет рекламной конструкции с помощью программного комплекса APM WinMachine
Расчет верхнего строения (поперечных балок и оголовка) выполнен с помощью системы автоматизированного расчета APM WinMachine модуля APM Structure3D, предназначенного для расчета напряженно-деформированного состояния стержневых, пластинчатых, оболочечных и твердотельных конструкций, а также их комбинаций.
В зависимости от ветрового района установки и высоты конструкции существуют два варианта исполнения поперечных балок (гнутый швеллер 236х70 и швеллер с усилением из того же сечения, длиной 2м) и оголовка (труба 160х160х8(С245) и 160х160х8(С345)) (см. табл 1) Проверка элементов ведется для каждого из вариантов исполнения, при этом рассматривается случай, при котором сумма изгибающих мо-ментов для элемента заданного сечения является наибольшей
Проверка прочности поперечных балок, выполненных из гнутого швеллера 236х70 без усиления
Расчетная схема (согласно табл.1 и табл.2) принимается для IV-го ветрового района, высота стойки 4м, при этом нагрузка на поперечные балки (соотв . на верхнюю, среднюю и нижнюю) составит:
Проверка прочности сечения оголовка выполненного из трубы 160х160х8 (С245) Расчетная схема (согласно табл.1 и табл.2) принимается для IV-го ветрового района, высота стойки 4.5м, при этом нагрузка на поперечные балки составит:
Погонная нагрузка на балки составляет:
Проверка прочности сечения оголовка, выполненного из трубы 160х160х8 (С345) и поперечных балок из гнутого швеллера с усилением
Расчетная схема (согласно табл.1 и табл.2) принимается для V-го ветрового района, высота стойки 45м, при этом нагрузка на поперечные балки составит:
Погонная нагрузка на балки составляет:
Проверка прочности сечения оголовка, выполненного из трубы 160х160х8 (С345) и поперечных балок из гнутого швеллера с усилением
Расчетная схема (согласно табл.1 и табл.2) принимается для V-го ветрового района, высота стойки 45м, при этом нагрузка на поперечные балки составит:
Погонная нагрузка на балки составляет:
Результаты расчета приведены в приложении к расчету (соотв. Приложению 2, 3)
Вывод: представленный расчет показал, что несущие элементы конструкции удовлетворяют требованиям прочности, максимальные эквивалентные напряжения не превышают допустимых.
наверх
Расчет болтового соединения оголовка (рекламного поля) конструкции
Проверка сечения болтов М24 (Кл 8.8):
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Х-Х
— усилие в одном болте от действия момента относительно оси Y-Y:
Итого на самый загруженный болт приходится
P = px+py=6197 + 1755 = 7952кг
Несущая способность болта М24 составит:
Nb = Rbt ×Ab = 4000×3.52 = 14080кг, где
Rbt — расчетное сопротивление болтов растяжению (Кл 8.8)
Abn — площадь сечения болта нетто
Итого: P = 7952 <Nb =14080
Вывод принятые болты М24 удовлетворяют требованиям прочности
Список используемой литературы
1. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
2. СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»
3. Уманский А . А . «Справочник проектировщика», Москва 1960г. 4. Работнов Ю. Н . «Сопротивление материалов»
5. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»
6. СНиП 2.0311-85 «Защита строительных конструкций от коррозий»
* В качестве примера показано выполнение расчетов рекламной конструкции одним из ведущих операторов наружной рекламы, действующих на территории России.
** Используемые при расчетах рекламных конструкций СНиПы
Москва 2008г.
1 часть. Ветровая нагрузка
наверх
auditmedia-ru.1gb.ru
Расчет стойки в грунте на горизонтальную силу (на опрокидывание) — SGround.ru
В файле 2 листа:
- на первом — выполняете расчет по прочности закрепления,
- на втором — по деформациям.
В расчетном файле красным шрифтом в разделе «Исходные данные» выделены те цифры, которые Вам необходимо заменить на свои. Так же необходимо выбрать тип грунта из выпадающего списка и указать галочкой есть ли банкетка. Коэффициенты надежности выбирайте из таблиц на том же листе. Всё остальное вычисляется автоматически.
Правильность расчетов проверена на собственном опыте многократно.
При создании файла использовалась программа Microsoft Exel 2013. Более ранние версии могут открыть файл некорректно (не проверял).
Файл шаблона для оформления этого расчета в формате *.docx можно скачать по этой ссылке: Шаблон оформления расчета.
Если вам нужен оформленный расчет то воспользуетесь этим расчетным файлом и шаблоном оформления. Вам останется только задать исходные данные и вписать полученные результаты в файл шаблона оформления расчета.
Если необходимо посчитать отдельную свободностоящую стойку, закрепленную в грунте, на горизонтальную силу и момент (расчет свободностоящей стойки на на опрокидывние) то следует пользоваться методикой, приведенной в «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ» шифр 3041тм-т2 (раздел 6, основания) стр 61-80 (руководство разработано институтом «Энергосетьпроект» в 1976г.

Данный расчет в основном используется для опор линий электропередачи (ЛЭП/ВЛ), выполненных на железобетонных центрифугированных стойках, для многогранных опор ВЛ, закрепляемых на цилиндрических фундаментах и др., а так же для расчета закрепления железобетонных стоек под оборудование открытых распредустройств (ОРУ) подстанций (ПС) всех классов напряжения. Но так же расчет может быть применен для любой конструкции имеющей схожую расчетную схему и схему загружения.

Этот же расчет приведен в «Пособии по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)» 1986 года и в книге авторов К.П. Крюков, Б.П. Новгородцев Конструкции и механический расчет линий электропередач (1979 г.) раздел 9-4. Расчеты в пособии к СНиП отличаются от расчетов в книге и Руководстве по проектированию ЛЭП и дают другие результаты. Долго и мучительно сравнивая все три источника и обратив внимание на их годы выпуска пришел к выводу что в Пособии к СНиП 2.02.01-83 данный расчет не верный. В пособие хотели включить этот расчет приведя его к общим условным обозначениям и преобразуя формулы, но наделали кучу ошибок и опечаток. Пользоваться им нельзя!
Литературу по теме можно скачать в разделе Нормативы
Если будут какие то вопросы или пожелания по расчетному файлу — пишите в комментарии, рад буду ответить!
sground.ru
Фундамент: расчет возможного опрокидывания
Фундамент: расчет возможного опрокидывания
Представить себе опрокинутый фундамент частного дома достаточно сложно. Естественной причиной, по которой возможно опрокидывание небольшого дома, является ветер огромной силы, способный за счет парусности строения опрокинуть его набок. Например, как одиноко стоящую сосну, у которой нет фундамента, но вместо него есть корни.
Рис. 1. Варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а — осадка с поворотом, б — осадка с поворотом и смещением, в — сдвиг по подошве.
Какой расчет необходим для основания дома?
Исходя из прямого назначения, которое состоит в равномерной передаче нагрузки сооружения на грунт, необходимо выполнить расчет ширины его опорной части и ее прочность.
Для этого необходимо определить вес сооружения, включая и собственный вес основания.
В расчет на прочность фундамента должны войти и снеговые нагрузки, передающиеся на него от кровли в зимнее время, и вес всего, что будет смонтировано и внесено внутрь помещения (отопительная система, водоснабжение, канализация, мебель и т. п.).
Ветровые нагрузки на невысокое здание в расчет фундамента на прочность не включают. Эти нагрузки учитывают, когда выполняют расчет на прочность такого элемента кровли, как мауэрлат, с помощью которого через стены они передаются на основание дома.
На рис. 1 показаны варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а) осадка с поворотом, б) осадка с поворотом и смещением, в) сдвиг по подошве.
Рис. 2. Неправильный расчет прочности фундамента может привести к опрокидыванию всего сооружения.
На мелкозаглубленное основание в зимний период действуют выталкивающие силы, возникающие в результате пучения грунта. Неравномерное распределение этих сил и может привести к потере устойчивости фундамента, показанное на изображении, особенно в том случае, если по каким-либо причинам на основание не было возведено строение. Чтобы в этом случае исключить потерю устойчивости, грунт необходимо защитить от промерзания.
Если произошла потеря устойчивости, когда строительство дома было закончено, следует искать ошибки при расчете требуемой прочности. Но это все же не должно было привести к опрокидыванию всего сооружения, как это показано на рис. 2. Изображен небольшой дом, опрокидывание которого произошло не потому, что не был выполнен соответствующий расчет фундамента. При определении размеров основания и его заглубления, не были учтены физические свойства грунта (на изображении видно, что это песчаный грунт).
Нужен ли расчет основания частного дома на устойчивость?
Фундамент, который под действием внешних сил не опрокинется, не сдвинется в горизонтальной плоскости вместе с грунтом, считают устойчивым. На устойчивость рассчитывают фундаменты таких ответственных элементов, как опоры мостов, заводских труб и т. п.
В отличие от заводских труб расчет фундамента частных домов на опрокидывание можно не выполнять. И причина в том, что эти дома имеют сравнительно небольшую высоту. Если у заводской трубы центр тяжести и равнодействующая силы ветра находятся на значительной высоте от фундамента, в результате чего может образоваться момент достаточный для нарушения устойчивости, то для низкого строения, расчет по этому фактору просто не нужен.
В частном секторе в настоящее время также появляются отдельные строения, которые требуют расчетов их оснований на такое воздействие. Например, ветровые генераторы. На рис. 3 представлен 1 из вариантов основания для такого генератора. Следует обратить внимание на глубину заложения основания. Она явно превышает глубину промерзания грунта. Остальные же размеры на изображении 3 могут служить только для ориентирования и могут отличаться от фактических размеров. Высота вышки — НВ, для надежной работы генератора, зависит от местности, но в среднем ее можно считать равной 20 м.
Определение опрокидывающего момента
Рис. 3. Схема основания ветрового генератора.
На рис. 4 приведена расчетная схема с указанием сил, действующих на фундамент. Основным фактором, создающим опрокидывание, является момент MU, а основным препятствием этому является сила FU. Именно эта составляющая препятствует потере устойчивости.
Равномерно распределенная нагрузка Р представляет собой реакцию грунта на действие силы FU. Сила Qr оказывает влияние на сдвиг в горизонтальной плоскости. При расчете на сдвиг большое значение имеет коэффициент трения кладки по грунту. Для расчета на опрокидывание эту силу не учитывают
Для определения опрокидывающего момента MU необходимо знать скорость ветра и площадь сооружения, на которую он воздействует (парусность). Чтобы обеспечить работу ветрового генератора, необходима минимальная скорость, равная примерно 6-8 м/с. Однако, необходимо учесть, что скорости ветра могут быть значительно больше, поэтому следует рассчитывать на максимально возможную в данном районе скорость. Например, при скорости ветра 10 м/с давление составляет 60 Н/м 2 , а при скорости 50 м/с это давление составит 1500 Н/м 2 . В таблице № 1 приведены значения, по которым, зная максимальные скорости ветра, можно определить его давление.
Фундамент: расчет возможного опрокидывания
Расчет на опрокидывание фундамента позволяет определить его устойчивость к воздействиям внешних сил. Достоверные результаты достигаются при учете соответствующих коффициентов и параметров здания.
Источник: moifundament.ru

Расчет на опрокидывание здания
Когда отношение высоты здания к его размерам в плане велико, а также существует большая податливость основания, то под действием ветровых и сейсмических нагрузок возможно опрокидывание здания. Расчет на опрокидывание здания очень важен, так как напрямую связан с конструктивной безопасностью здания в целом.
«Нормы строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JZ 102-79) рекомендуют при расчете на опрокидывание здания придерживаться следующего отношения удерживающего момента MR к опрокидывающему Mov:
«Правила строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JGJ 3-91) тот же расчет ведут по условию:
«Строительные нормы сейсмостойкого проектирования» ( GB 50011-2001) предписывают при сочетании нагрузок, в которые входят сейсмические воздействия, коэффициенты сочетания принимать равными 1,0. Для многоэтажных зданий с отношением высоты к ширине больше 4 не допускается отрицательное давление под подошвой фундамента, а также области с нулевым давлением. В остальных зданиях область нулевого давления не должна превышать 15% площади фундамента.
Согласно «Технической инструкции по проектированию конструкций высотных зданий» (JGJ 3-2002) для зданий с отношением высоты к ширине больше 4 в основании фундаментов не должно быть области нулевых напряжений, для зданий с отношением меньше 4 область нулевых напряжений допускается не более 15% площади фундамента.
Схема фундамента
1 — верхняя часть, 2 – подвал, 3 – расчетная точка сопротивления опрокидывающему моменту, 4 – нижняя грань фундамента
- Опрокидывающий и удерживающий моменты
Пусть площадь воздействия момента опрокидывания является площадью его основания, а сила воздействия – горизонтальном сеисмическои нагрузкой или горизонтальной ветровой нагрузкой:
где Mov – опрокидывающий момент, Н – высота здания, С – глубина подвала, V – суммарные значения горизонтальной силы.
Удерживающий момент вычисляется в краевых точках от воздействия суммарных нагрузок:
где МR – удерживающий момент, G – суммарные нагрузки (постоянные нагрузки, ветровые и снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением), В – ширина подвала.
- Регулирование удерживающего момента и область нулевых напряжений в основании фундамента
К расчету удерживающего момента
Предполагаем, что линии действия суммарных нагрузок проходят через центр основания здания (рис. 2.1.4). Расстояние между этой линией и равнодействующей эпюрой напряжений основания e, длина области нулевых напряжений В-х, отношения длины области нулевых напряжений и длины основания (В – х)/В определяются по формулам:
Из формул получено отношение площади области нулевых напряжений и площади основания для безопасного удерживающего момента.
Расчет на опрокидывание здания
Читайте статью «Расчет на опрокидывание здания» в категории «Проектирование зданий и сооружений». Роспайп производит компенсаторы для трубопроводов с доставкой по России
Источник: ros-pipe.ru

2.5. Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и. Опрокидывание фундамента
Расчет на опрокидывание фундамента: устойчивость
Представить себе опрокинутый фундамент частного дома достаточно сложно. Естественной причиной, по которой возможно опрокидывание небольшого дома, является ветер огромной силы, способный за счет парусности строения опрокинуть его набок. Например, как одиноко стоящую сосну, у которой нет фундамента, но вместо него есть корни.
Рис. 1. Варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а — осадка с поворотом, б — осадка с поворотом и смещением, в — сдвиг по подошве.
Какой расчет необходим для основания дома?
Исходя из прямого назначения, которое состоит в равномерной передаче нагрузки сооружения на грунт, необходимо выполнить расчет ширины его опорной части и ее прочность.
Для этого необходимо определить вес сооружения, включая и собственный вес основания.
В расчет на прочность фундамента должны войти и снеговые нагрузки, передающиеся на него от кровли в зимнее время, и вес всего, что будет смонтировано и внесено внутрь помещения (отопительная система, водоснабжение, канализация, мебель и т. п.).
Ветровые нагрузки на невысокое здание в расчет фундамента на прочность не включают. Эти нагрузки учитывают, когда выполняют расчет на прочность такого элемента кровли, как мауэрлат, с помощью которого через стены они передаются на основание дома.
На рис. 1 показаны варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а) осадка с поворотом, б) осадка с поворотом и смещением, в) сдвиг по подошве.
Рис. 2. Неправильный расчет прочности фундамента может привести к опрокидыванию всего сооружения.
На мелкозаглубленное основание в зимний период действуют выталкивающие силы, возникающие в результате пучения грунта. Неравномерное распределение этих сил и может привести к потере устойчивости фундамента, показанное на изображении, особенно в том случае, если по каким-либо причинам на основание не было возведено строение. Чтобы в этом случае исключить потерю устойчивости, грунт необходимо защитить от промерзания.
Если произошла потеря устойчивости, когда строительство дома было закончено, следует искать ошибки при расчете требуемой прочности. Но это все же не должно было привести к опрокидыванию всего сооружения, как это показано на рис. 2. Изображен небольшой дом, опрокидывание которого произошло не потому, что не был выполнен соответствующий расчет фундамента. При определении размеров основания и его заглубления, не были учтены физические свойства грунта (на изображении видно, что это песчаный грунт).
Вернуться к оглавлению
Нужен ли расчет основания частного дома на устойчивость?
Фундамент, который под действием внешних сил не опрокинется, не сдвинется в горизонтальной плоскости вместе с грунтом, считают устойчивым. На устойчивость рассчитывают фундаменты таких ответственных элементов, как опоры мостов, заводских труб и т. п.
В отличие от заводских труб расчет фундамента частных домов на опрокидывание можно не выполнять. И причина в том, что эти дома имеют сравнительно небольшую высоту. Если у заводской трубы центр тяжести и равнодействующая силы ветра находятся на значительной высоте от фундамента, в результате чего может образоваться момент достаточный для нарушения устойчивости, то для низкого строения, расчет по этому фактору просто не нужен.
В частном секторе в настоящее время также появляются отдельные строения, которые требуют расчетов их оснований на такое воздействие. Например, ветровые генераторы. На рис. 3 представлен 1 из вариантов основания для такого генератора. Следует обратить внимание на глубину заложения основания. Она явно превышает глубину промерзания грунта. Остальные же размеры на изображении 3 могут служить только для ориентирования и могут отличаться от фактических размеров. Высота вышки — НВ, для надежной работы генератора, зависит от местности, но в среднем ее можно считать равной 20 м.
Вернуться к оглавлению
Определение опрокидывающего момента
Рис. 3. Схема основания ветрового генератора.
На рис. 4 приведена расчетная схема с указанием сил, действующих на фундамент. Основным фактором, создающим опрокидывание, является момент MU, а основным препятствием этому является сила FU. Именно эта составляющая препятствует потере устойчивости.
Равномерно распределенная нагрузка Р представляет собой реакцию грунта на действие силы FU. Сила Qr оказывает влияние на сдвиг в горизонтальной плоскости. При расчете на сдвиг большое значение имеет коэффициент трения кладки по грунту. Для расчета на опрокидывание эту силу не учитывают
Для определения опрокидывающего момента MU необходимо знать скорость ветра и площадь сооружения, на которую он воздействует (парусность). Чтобы обеспечить работу ветрового генератора, необходима минимальная скорость, равная примерно 6-8 м/с. Однако, необходимо учесть, что скорости ветра могут быть значительно больше, поэтому следует рассчитывать на максимально возможную в данном районе скорость. Например, при скорости ветра 10 м/с давление составляет 60 Н/м2, а при скорости 50 м/с это давление составит 1500 Н/м2. В таблице № 1 приведены значения, по которым, зная максимальные скорости ветра, можно определить его давление.
Расчет на опрокидывание фундамента
Расчет на опрокидывание фундамента: устойчивость Представить себе опрокинутый фундамент частного дома достаточно сложно. Естественной причиной, по которой возможно опрокидывание небольшого дома, является ветер огромной……
Источник: readmehouse.ru

§ 39. Расчет фундаментов на устойчивость против опрокидывания и сдвига
Расчет фундамента на устойчивость должен исключать возможность его опрокидывания, сдвига по основанию и сдвига совместно с грунтом по некоторой поверхности скольжения. Фундамент считают устойчивым, если выполняется условие (6.1), в котором под F понимают силовое воздействие, способствующее потере устойчивости (опрокидыванию или сдвигу) фундамента, а под Fu — сопротивление основания или фундамента, препятствующее потере устойчивости. Расчеты устойчивости выполняют по расчетным нагрузкам, полученным умножением нормативных нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке. Если для одной и той же нагрузки нормами предусмотрены два коэффициента надежности, то в расчете учитывают тот из них, при котором будет меньший запас устойчивости.
Рис. 7.7. Схема к расчету фундамента на устойчивость против опрокидывания
При расчете фундаментов опор мостов на устойчивость против опрокидывания все внешние силы, действующие на фундамент (включая его собственный вес), приводят к силам Fv, Qr и моменту Мu (рис. 7.7). Силы Fv и Qr равны проекциям всех внешних сил соответственно на вертикаль и горизонталь, а момент Ми равен моменту внешних сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно расчетной плоскости. Момент Ми способствует опрокидыванию фундамента (повороту его вокруг оси О — см. рис. 7.7). Момент Mz, сопротивляющийся опрокидыванию, будет равен Fva, где а — расстояние от точки приложения силы Fv до грани фундамента, относительно которой происходит опрокидывание.
Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле
Ми≤(ус/уn)Мz, (7.5)
где Мu и Мz — моменты соответственно опрокидывающих и удерживающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания, кН·м, ус — коэффициент условий работы, принимаемый при проверке конструкций, опирающихся на отдельные опоры, для стадии строительства равным 0,95, для стадии постоянной эксплуатации равным 1,0, при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов на скальных основаниях, равным 0,9, на нескальных основаниях — 0,8, уn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1 при расчетах для стадии постоянной эксплуатации и 1,0 при расчетах для стадии строительства.
Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.
Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке для постоянных нагрузок Уf где µ — коэффициент трения фундамента по грунту.
В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03—84 устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле
Qr≤(yc/yn)Qz, (7.6)
где Qr — сдвигающая сила, кН, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига, ус — коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9, уn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый как и в формуле (7.5), Qz — удерживающая сила, кН, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига.
Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы, а удерживающие силы — с коэффициентом надежности по нагрузке, указанным в экспликации к формуле (7.5).
В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, допускается принимать силу, значение которой не превышает активного давления грунта.
Силы трения в основании следует определять по минимальным значениям коэффициентов трения подошвы фундамента по грунту.
При расчете фундаментов на сдвиг принимают следующие значения коэффициентов трения µ кладки по грунту:
Расчет на опрокидывание фундамента
Расчет фундамента на устойчивость должен исключать возможность его опрокидывания, сдвига по основанию и сдвига совместно с грунтом
Источник: www.stroitelstvo-new.ru
Расчет фундамента под мачту на опрокидывание и сдвиг?
Соответственно, возникает несколько вопросов:
1) Можно ли в данном случае опираться на насыпной грунт или нет? Ранее всегда старался проходить насыпные грунты и на них ничего не опирал.
2) Помогите просчитать фундамент на опрокидывание, сдвиг? Расчетное значение грунта для данного фундамента с опиранием на насыпной грунт у меня получилось R=600кПа. Если судить по модулю деформации, то Е=25МПа – для насыпного грунта, для следующего гравийного – Е=19МПа, для 3-го дресвяного – E=25МПа, для 4-го мергеля – 300МПа. Т.е. получается если в качестве фундамента будет все-таки столбчатый фундамент – то есть ли смысл опирать на 2-ой или 3-ий слои грунта? Напомню, мощность насыпного грунта 4м.
3) Можно, конечно, применить столбчатый фундамент на свайном основании. Однако, все равно надо куда-то уместить 2-метровый “анкерный закладной элемент”. Как быть тогда в этом случае?
P.S! Дружу с Лирой, если есть лировцы.
P.P.S! Всё, как всегда, дали только сегодня, а сдать надо было еще вчера.
***
Заранее спасибо всем откликнувшимся!
1) Нет.
2) R=60тн/м2 для насыпного грунта жутко многовато (ищите ошибку), при расчете необходимо проверить P 0,25, Pmin>0. В случае трапецевидной фигуры давления под подошвой опракидывание исключено. Опирать лучше на ИГЭ2 и далее. Сваи до 4метров включительно применять не рационально (книжица была о рациональном применении свайных фундаментов). Сдвиг в Вашем случае вряд ли возможен ветру противодействует – грунт засыпки + масса фундамента + трение по подошва.
3) Делать выше (h) ростверк.
P/S. В Вашем случае наиболее трудоемкий процесс определить усилие возникающее от мачты так как надо учесть пульсацию ветра и сейсмику и без расчетных программ сделать это крайне проблематично.
Для восприятия нагрузки для вашей мачты размера 2.4х2.4 недостаточно – отрыв подошвы фундамента.
При заглублении 2.4 требуется размер подошвы 4.2х4.2 для выполнения требования Pmin/Pmax > 0.25
При заглублении 2.4 требуется размер подошвы 3.3х3.3 для выполнения требования Pmin > 0
Армирование оголовка тоже недостаточное.
Посчитано для нагрузок при N=2.1т
Размеры даны без учета проверок фундамента по сеисмике на сдвиг.
Обоснуйте документально, что на насыпных грунтах строить нельзя или же это опять сугубо ваше личное мнение, которое вы никому не навязываете?
И что. Мачты заводские, уже расчитаны под определенные ветровые нагрузки, с приведением максимальных усилий на фундамент.
Вы тему читаете, товарищи? Я хочу лишь узнать (вспомнить), как считать фундамент на опрокидывание и сдвиг. На кой мне сдалась эта мачта, которую заказчик зная марку, закажет ее и поставит. Усилия у меня все есть. Сейсмику одновременно вместе с ветром не считают! – так мне сказали в техподдержке Лиры еще давным давно, когда я начинал. А в данном случае больше будет нагрузка от ветра, которую надо считать в геометрической нелинейности. В моем же случае, она типовая для определенного ветрового района и уже посчитана перед производством. Так что мачта меня особо не волнует. Мне лишь надо разработать фундамент.
Для восприятия нагрузки для вашей мачты размера 2.4х2.4 недостаточно – отрыв подошвы фундамента.
При заглублении 2.4 требуется размер подошвы 4.2х4.2 для выполнения требования Pmin/Pmax > 0.25
При заглублении 2.4 требуется размер подошвы 3.3х3.3 для выполнения требования Pmin > 0
Армирование оголовка тоже недостаточное.
Посчитано для нагрузок при N=2.1т
Размеры даны без учета проверок фундамента по сеисмике на сдвиг.
Во-первых, геологи указали все, что нужно! См.вложенный файл “геология.jpg”. Во-вторых, СНиП 2.02.01-83 больше не действует, а действует сейчас его актуализированная версия СП 22.13330.2011. Ну да Бог с ним, новый, как правило, дополняет старый и во многом повторяет его. В-третьих, я умею читать, а вы? Почитайте внимательно, что гласит пункт 2.42: “Предварительные размеры фундаментов назначаются по конструктивным соображениям или исходя из табличных значений расчетного сопротивления грунтов основания R(0) в соответствии с рекомендуемым приложением 3″. И где тут сказано, что на насыпных грунтах строить нельзя? В-четвертых, я читал “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений” как только он появился. И что-то не припомню там про запрет строительства на насыпных грунтах. А вы? В-пятых, вы пишете из того же п.2.42: “окончательные размеры фундамента по R0 допускается принимать только для зданий и сооружений III класса ответственночти.” Это не совсем так! Продолжение пункта 2.42 гласит дословно так: “Значениями R(0) допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий и сооружений III класса, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не увеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.” И где тут наречие “только”? Возможно вы имели в виду п.2.13(2.5) Пособия к тому самому СНиП 2.02.1-83*, где сказано следующее:
“Нагрузки на основание допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией при расчете:
а) оснований зданий и сооружений III класса,
.
У меня все усилия на фундамент дает производитель мачты в своей таблице (посмотрите один из первых скринов с мачтой), так что давайте забудем о мачте и сосредоточимся на фундаменте!
Спасибо за ваш расчет. Хочу спросить вас, в какой программе вы считали мой фундамент на отрыв?
Я вот, не без помощи друга, провел свой ручной расчет столбчатого фундамента на отрыв с размерами 3,3х3,3м по подошве и высотой 3м. Тоже не проходит. ((( Я так понимаю, относительный эксцентриситет должен быть менее 1/6 (0,167), так? Можно ли делать относительный эксцентриситет хотя бы 0,25 для мачт или нет?
Расчет фундамента под мачту на опрокидывание и сдвиг?
Расчет фундамента под мачту на опрокидывание и сдвиг? Основания и фундаменты
Источник: forum.dwg.ru
postroifundament.ru
Расчеты грибовидного фундамента на сжатие, выдергивание и опрокидывание — SGround.ru
В файле 3 листа:
- на первом выполняется расчет грибовидного фундамента или анкерной плиты по устойчивости и деформациям на выдергивание, расчет выполнен по по разделу 11 Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83*;
- на втором выполняется расчет столбчатого фундамента на сжатие по СП 22.13330.2016 — вычисляется расчетное сопротивление грунта R. Расчет подходит для любого столбчатого, ленточного или плитного фундамента на естественном основании.
- на третьем листе выполняется расчет грибовидного фундамента или анкерной плиты по устойчивости и деформациям на опрокидывние (горизонтальную силу и момент), расчет выполнен по по разделу 11 Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83*;
В расчетном файле красным шрифтом в разделе «Исходные данные» выделены те цифры, которые Вам необходимо заменить на свои. Так же необходимо выбрать тип грунта и другие параметры из выпадающих списков. Всё остальное вычисляется автоматически.
Особенность расчетов —
- исправлены некоторые ошибки в формулах пособия к СНиП 2.02.01-83* при расчете на опрокидывание на основе сравнения с формулами из «Руководства по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ» шифр 3041тм-т2 (например в формуле 258 берут арктангенс от угла, а не от тангенса угла как должно быть).
- Вычисление коэффициентов My, Mc, Mq выполняется по формулам из книги Сорочан Е.А. «Основания, фундаменты и подземные сооружения» раздел 5.5.2 — дают абсолютно точные результаты как в таблицах СНиП и СП. В нормах этих формул к сожалению нету.
Правильность расчетов проверена на собственном опыте.
При создании файла использовалась программа Microsoft Exel 2013. Более ранние версии могут открыть файл некорректно (не проверял).
К расчету фундамента на сжатие
sground.ru