Расчет внецентренно нагруженного фундамента – Проверка несущей способности основания под подошвой центрально и внецентренно-нагруженных фундаментов мелкого заложения

7.2. Расчет внецентренно-нагруженного фундамента

Задача. Определить размеры подошвы и рассчитать кон­струкцию фундамента под колонну промышленного здания разме­ром 40х80 см (рис.7 ) [17]. В основании фундамента залегает песок пылеватый, плотный, насыщенный водой, имеющий удельный вес γ_II = 18,5 кН/м³. Угол внутреннего трения и удельное сцепление, определенные на основе лабораторных испытаний образцов грунта, составляют соответственно φ_n=28° и c_n= 3,7 кПа. Глубина за­ложения фундамента d =1,2 м. В проектируемом здании подвал отсутствует. На уровне спланированной отметки земли приложенs вертикальная сила N^н=1,0 МН и момент M^н=0,6 МН·м (от нор­мативных нагрузок). Расчетные значения усилий составляют: N =1,1 МН, момента

M=0,7 МН·м. Здание имеет длину L=84 м и высоту H=20,5 м.

Решение. При действии внецентренно приложенной нагрузки форму подошвы фундамента целесообразно назначить в виде пря­моугольника. Зададимся соотношением длины подошвы фундамен­та к его ширине l/b=1,5.

а б

Рис.7

В первом приближении определим площадь подошвы фунда­мента в предположении, что на него действует только вертикаль­ная центрально-приложенная сила. Условное расчетное сопротивле­ние грунта основания составит

R₀=0,15 МПа. Тогда ориентировоч­ная площадь фундамента

А_ф = 1,0/(0,15-1,2·0,02) =7,81 м².

Учитывая, что фундамент является внецентренно нагруженным, увеличиваем размеры фундамента на 20%. Тогда ориентировочная площадь подошвы фундамента составит А_ф = 9,4 м².

При соотношении l/b=1,5 получим

b = = 2,5

м; l = 2,51,5= 3,75 м.

Назначим размеры подошвы фундамента, выполненного из мо­нолитного железобетона, b х l = 2,5х4 м и высоту h = 0,8 м. Най­дем эксцентриситет, создаваемый моментом: е = 0,6/1,0 = 0,6 м.

Вычислим значение 0,03l_к=0,024 м. Значение е = 0,6 м > 0,03l_к =0,024 м, поэтому данный фундамент необходимо рассчитать, как внецентренно сжатый.

Для соотношения L/H=84/20,5=4,1 по табл.1 приложения 1 найдем значения коэффициентов условий работы γ_C1 = l,l и γ_C2

= 1,0. Коэффициент k = 1,0.

Для прямоугольного фундамента шириной b=2,5 м найдем рас­четное сопротивление грунта основания, опреде­лив предварительно значения безразмерных коэффициентов (табл. 2 приложения 1) М_γ = 0,98, M_q = 4,93 и M_c = 7,40:

R = (0,98·1·2,5·0,0185 +4,93·1,2.0·0185 +7,40·0,0037) = 200 кПа.

В соответствии с требованиями СНиП [2], для вне­центренно нагруженных фундаментов максимальное краевое дав­ление под подошвой фундамента не должно превышать 1,2

R .

Найдем вес грунта, лежащего на обрезах фундамента,

G_гp= 0,0185 (2,5·4–1,6·1,2) 0,4 = 60 кН.

Вес фундамента

G_ф = 0,024 (0,8·4·2,5 + 1,6·1,2·0,8) = 238 кН.

Найдем максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента при внецентренном нагружении:

p_maxМПа,

p_min

МПа,

Проверим выполнение условий:

p_max = 0,22 < 1,2R =0,24 МПа;

p_min = 0,031 > 0;

p_ср=(1+0,06+0,238)/2,5·4=0,13 < R=0,2 МПа.

Условия выполняются, а недонапряжение по максимальному краевому давлению составляет 8,3% < 10%. Следовательно, фунда­мент запроектирован экономично.

Окончательно принимаем в качестве фундаментной подушки монолитную железобетонную плиту размером 2,5х4х0,8 м (рис.7).

Рассчитаем конструкцию внецентренно нагруженного фундамента по первой и второй группам предельных состояний. В качестве материала фундамента берем бетон класса В15. Под подошвой фундамента предусмотрена песчано-гравийная подготовка, поэтому высоту защитного слоя бетона принимаем

а = 4 см, тогда рабочая высота сечения h₀ = 0,8 – 0,04 = 0,76 м, h’₀ = 0,4 – 0,04 = 0,36 м.

Определим расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах:

G^р_ф= 1,1·0,238 = 0,262 МН;

G^р_гр= 1,2·0,06 = 0,072 МН.

Максимальное давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок:

p_max МПа.

Напряжения в грунте под подошвой фундамента у грани баш­мака и у грани первого уступа следующие:

p_I= МПа;

p_II= МПа.

Поперечная сила у грани башмака и у грани первого уступа:

Q_I

= 2,5(0,5·4-0,8) MH;

Q_II= 2,5(0,5·4-1,4) MH.

Проверяем выполнение условий на действие поперечной силы, предварительно опре­делив по табл.13 [5] R_bt = 0,75 МПа:

0,65 > 0,60,75(2,5–2·0,6) 0,76 = 0,445 МН;

0,349 < 0,60,752,50,36 = 0,405 МН.

Условия не выполняются, поэтому увеличим класс бетона фундамента, приняв его равным В30 с

R_bt = 1,2 МПа, и вновь проверим выполнение условий:

0,65 < 0,61,2(2,5-2·0,6) 0,76 = 0,71 МН;

0,349 < 0,61,22,50,36=0,648 МН.

Условия выполняются, следовательно, при классе бетона В30 применение поперечных стержней не требуется.

Найдем среднее давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок:

p^p_cp = MПа.

Проверим выполнение условия, обеспечивающего прочность по наклонному сечению нижней ступени фундамента из условия восприятия поперечной силы, по среднему давлению под подошвой фундамента:

Q = 0,143 [0,5(4-0,8)-0,08] 2,5=0,543 < 1,5·1,22,50,36²/0,08=7,29 МН.

Условие выполняется.

Находим средний периметр пирамиды продавливания и расчетную продавливающую силу:

u_m = 0,5 (1,2 +2,5) = 1,85 м;

F_I =0,5·2,5 (4-1,6-2·0,76) = 0,121 МН

и проверяем выполнение условия:

0,121 < 1·1,2·1,85·0,76 = 1,68 МН.

Условие выполняется.

Проверим фундамент на продавливание у первой ступени фундамента. Средний периметр пирамиды про­давливания и расчетная продавливающая сила определяется соответственно как

u_m = 0,5 (2,5 +1,3) = 1,9 м;

F_II = 0,5·2,5(4-2,8-2·0,36) = 0,066 МН.

Проверяем выполнение условия:

0,066 < 11,21,90,36 = 0,82 МН.

Следовательно, прочность фундамента на продав­ливание обеспечена.

Рассчитаем прочность нормальных сечений фундамента, определив предварительно изгибающие моменты у грани башмака и у грани первого уступа:

М_I= 2,5(0,5·4 — 0,8)² = 0,409 МН·м;

М_II= 2,5(0,5·4 — 1,4)² = 0,107 МН·м;

В качестве рабочих стержней примем арматуру класса A-II с расчетным сопротивлением R_s = 280 МПа (табл. 22 [5]).

Определим требуемую площадь сечения арматуры:

A_sI = 0,409/0,9·0,76·280 = 0,0021 м² = 21 см²;

A_sII = 0,107/0,9·0,36·280 = 0,0012 м² = 12 см².

Принимаем 13 стержней диаметром 16 мм из стали класса A-II (1316 A-II) с A_s = 26,14 см². Шаг стержней u = 20 см.

В направлении меньшей стороны фундамента определим пло­щадь сечения арматуры по среднему напряжению в грунте.

Изгибающий момент в сечениях у грани башмака и первого ус­тупа фундамента :

М_I= 0,125·0,143(2,5-1,2)² 4 = 0,121 МН·м;

М_II= 0,125·0,143(2,5·1,3)² 4 = 0,103 МН·м.

Требуемая площадь сечения арматуры в продольном направле­нии:

A_sI = 0,121/0,9·0,76·280 = 0,0006 м² = 6 см²;

A_sII = 0,103/0,9·0,36·280 = 0,0011 м² = 11см².

Принимаем 20 стержней диаметром 10 мм из стали класса A-II (2010 A-II) с A_s = 15,7 см². Шаг стержней u = 20 см.

Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента у грани башмака и у грани первого уступа от нормативных нагрузок :

p_I= МПа;

p_II= МПа.

Изгибающие моменты у грани башмака и у грани первого усту­па от нормативных нагрузок:

М_I= 2,5(0,5·4-0,8)² = 0,364 МН·м;

М_II= 2,5(0,5·4-1,4)² = 0,095 МН·м.

По табл. 18 и 28 CНиП [5] найдем значения модулей упругости арматуры и бетона: E_s=210000 МПа, E_b=32500 МПа и определим их соотношение: n = 210000/32500 = 6,5.

Коэффициенты армирования у грани башмака и у грани пер­вого уступа

μ_I= 0,0017 = 0,17% > 0,05%;

μ_II= 26,14/250·40 = 0,0026 = 0,26% > 0,05%.

Упругопластический момент сопротивления сечения фундамента у грани башмака и первого уступа соответственно определятся как:

W_plI= 2,5·0,8² = 0,804 м³;

W_plII = (0,292+1,5·0,0026·6,5)2,5·0,4² = 0,126 м³.

По табл.12 СНиП [5] находим расчетное сопротивление бетона растя­жению для второй группы предельных состояний R_btn = 1,80 МПа.

Момент трещинообразования у грани башмака и грани первого уступа

M_crcI= 1,80·0,804 = 1,45 МН·м;

M_crcII= 1,80·0,126 = 0,23 МН·м.

Проверяем выполнение условий:

0,364 < 1,45 МН·м;

0,095 < 0,23 МН·м.

Условия выполняются, следовательно, трещи­ны в фундаменте не возникают.

studfile.net

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3. Расчет внецентренно- нагруженных фундаментов.

ТОП 10:

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒ 1.Теоретическая часть. При внецентренной нагрузке (рисунок 3.1) расчетные усилия в сечении на единицу длины фундамента определяют по формулам: ; (3.1) , (3.2) где и — давления от расчетных нагрузок, кПа, передаваемые на грунт под краем фундамента и в расчетном сечении; — изгибающий момент, кН·м/м; — поперечная сила, кН/м.     Рисунок 3.1 — К расчету ленточного фундамента   Расчет прочности столбчатых фундаментов включает определение размеров плитной части, определение размеров ступеней, определение сечения арматуры плитной части. Расчет по второй группе предельных состояний включает расчет по образованию и раскрытию трещин. Краевые давления , кПа, определяют по формулам: при относительном эксцентриситете ; (3.3) при относительном эксцентриситете , (3.4)   где — сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН; — площадь подошвы фундамента, м ; — средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным 20 кН/м ; — глубина заложения фундамента, м; — момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кН·м; — момент сопротивления площади подошвы фундамента, м ; — расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, определяемое по формуле ; (3.5) — эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле . (3.6) При наличии моментов и , действующих в двух направлениях, параллельных осям х и у прямоугольного фундамента, наибольшее давление в угловой точке , кПа, определяют по формуле , (3.7) где , , , — то же, что и в формуле (3.3). При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку . Нагрузку на полы промышленных зданий допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.   Рисунок 3.2 — Эпюра давления на грунт внецентренно нагруженного фундамента при действии моментов относительно двух осей 2. Задания. 3.1. Подобрать размеры внецентренно нагруженного фундамента для бесподвальной части здания, имеющего жесткую конструктивную схему, если в уровне спланированной поверхности приложены внешние нагрузки. Характеристики здания, нагрузок и грунтовых условий приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1. Вариант Глубина заложения фундамента, м. Уровень подземных вод L/H Характеристики грунта Расчетная нагрузка NO11, кН/м MoII, кН/м 1,1 4,8 4,5 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1,2 4,9 3,3 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1,25 3,9 3,0 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.3 2,8 3,8 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1.35 4,0 2,0 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1.4 6,1 1,5 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1.45 4,8 5,0 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.5 4,9 4,5 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1,1 3,9 3,3 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1,2 2,8 3,0 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1,25 4,0 3,8 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.3 6,1 2,0 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1.35 4,8 1,5 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1.4 4,9 5,0 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1.45 3,9 4,5 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.5 2,8 3,3 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1,1 4,0 3,0 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1,2 6,1 3,8 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1,25 4,8 2,0 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.3 4,9 1,5 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1.35 3,9 5,0 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1.4 2,8 4,5 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1.45 4,0 3,3 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.5 6,1 3,0 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1,1 4,8 3,8 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1,2 4,9 2,0 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа, 1,25 3,9 1,5 IL=0,35, е=0,55, γII=0,02МН/м3, φ=310, с11=0,0088МПа, 1.3 2,8 5,0 IL=0,25, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=330, с11=0,0089МПа, 1.35 4,0 4,5 IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, 1.4 6,1 3,3 IL=0,4, е=0,6, γII=0,021МН/м3, φ=300, с11=0,0086МПа,   3. Пример решения. Пример 3.1.Подобрать размеры внецентренно нагруженного фундамента для бесподвальной части здания, если в уровне спланированной поверхности приложены внешние нагрузки NoII=1,25MH, MoII=0,32MHм, глубина заложения фундамента d=1,1м. Характеристики грунта: суглинок IL=0,3, е=0,5, γII=0,02МН/м3, φ=320, с11=0,0084МПа, грунт обратной засыпки γ1II=0,018МН/м3. Здание имеет жесткую конструктивную схему, отношение высоты здания к его длине L/H=4,2. Решение: 1. По таблице СП 50-101-2004 определяем условное расчетное сопротивления грунта R0=0,28МПа. 2. По формуле 1.3 определяем ориентировочную площадь подошвы фундамента: =1,25/(0,28-0,02*1,1)=4,84м2 3. Поскольку рассчитываем внецентренно нагруженный фундамент, увеличим площадь опоры на 20%. Зададимся отношением длины фундамента к его ширине η=1,5; развивая подошву фундамента в направлении действия изгибающего момента, получим l=1,5b. Принимаем l=2,7м, b=1,8м, тогда А=4,86м2. 4. По соотношению L/H=4,2, заданных грунтовых условий и конструктивной схеме здания по таблице СП определяем значение коэффициентов условий работы γс1=1,2 и γс2=1,0. 5. По углу внутреннего трения φ=320 определяем коэффициенты Мγ=1,34, Мq=5,59, Mc=7,95. 6. Для фундамента в бесподвальной части здания d1=1,1м, при db=0 определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле 2.3: =1,2*1,0(1,34*1*1,8*0,02+ +5,59*1,1*0,018+7,95*0,0084)=0,271MПа. 7.Принимаем следующую конструкцию фундамента (рис.3.3) Рисунок 3.3 8. Определяем эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле 3.6: =0,32/(1,25+0,02*2,7*1,8*1,1)=0,236 9. Определяем относительный эксцентриситет e/l = 0,236/2,7=0,087<1/6 10.Определяем по формуле 3.3 максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента: pmax=N/A+γmt d+ M/W=1,25/(2,7*1,8)+0,02*1,1+0,32*6/(1,8*2,72)=0,426МПа pmin=N/A+γmt d-M/W=1,25/(2,7*1,8)+0,02*1,1-0,32*6/(1,8*2,72)=0,133МПа 11. Проверяем выполнение условий: pmax<1,2R , pmin>0 pmax=0,427>1,2R= 1,2*0,271=0,325МПа pmin=0,135>0 Условие второй группы предельных состояний по максимальному краевому давлению не выполняется. Для выполнения условий необходимо понизить напряжение в грунте основания за счет увеличения размера подошвы фундамента в плоскости действия момента. Примем длину подошвы фундамента 3,0м, а ширину 2,1м. 12.Определяем по формуле 3.2 максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента: pmax=N/A+γmt d+ M/W=1,25/(3,0*2,1)+0,02*1,1+0,32*6/(2,1*3,0 2)=0,322МПа pmin=N/A+γmt d-M/W=1,25/(3,0*2,1)+0,02*1,1-0,32*6/(2,1*3,0 2)=0,119МПа 18. Так как изменилась ширина фундамента определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле 2.3: =1,2*1,0(0,84*1*2,1*0,02+ +4,37*1,1*0,018+6,9*0,0084)=0,281MПа. 19. Проверяем выполнение условий: pmax<1,2R , pmin>0 pmax=0,322<1,2R= 1,2*0,281=0,325МПа pmin=0,121>0 20.Проверим соблюдения условия p<R: р=1,25/(2,1*3,0)+ 0,02*1,1=0,220<R=0,281МПа Все условия второй группы предельных состояний выполняются, а недонапряжение в грунте основания по максимальному давлению составляет менее1%; следовательно размеры фундамента подобраны удовлетворительно.   4.Вопросы. 1.Какое условие должно обеспечиваться при назначении размеров фундамента? 2.Какую форму могут принимать эпюры давлений при расчете внецентренно нагруженных фундаментов? 3.Как определить краевые давления , кПа?     

infopedia.su

5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Б. ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

p ≤ R;

(5.50)

p_max ≤ 1,2R;

(5.51)

p^c_max ≤ 1,5R,

(5.52)

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; p_max — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р^c_max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

,(5.53)

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м²; М_х — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; I_x — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м⁴.

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

,(5.54)

где W_x — момент сопротивления подошвы, м³; e_x = M_x/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

(5.55)

или для прямоугольной подошвы

,(5.56)

где М_х, M_y, I_х, I_y, e_x, e_y, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

ε_u = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R < 150 кПа;

ε_u = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

ε_u = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε < 1/6 — трапециевидная (если ε = 1/10, соотношение краевых давлений p_min/p_max = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

Рис. 5.25. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии центральной и внецентренной нагрузки

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

,(5.57)

где b — ширина подошвы фундамента; l₀ = l/2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l₀ = 1,4).

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

,(5.58)

где i_d — крен заглубленного фундамента; c_i — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2  м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φ_II = 37°; c_II = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м³. Предельное значение относительного эксцентриситета ε_u = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R₀ = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

 м².

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м (A = 22,68 м²).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой

 кПа < 1,2 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

т.е. ε = e/l = 0,733/5,4 = 0,135 < ε_u = 0,167.

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

xn--h1aleim.xn--p1ai

Расчет внецентренно нагруженного ленточного фундамента под наружную стену в доме без подвала

В данной статье будет рассмотрен расчет внецентренно нагруженного ленточного фундамента. Такая ситуация встречается особенно часто при устройстве фундаментов под наружные стены – стена может быть сбита относительно оси ленточного фундамента. В итоге вертикальная нагрузка передается не центрально, а с эксцентриситетом, возникает дополнительный изгибающий момент, увеличивается краевое давление под фундаментом и, как следствие, значительно возрастает ширина ленты. Поэтому если ваша стена сбита относительно оси ленточного фундамента хотя бы на 50 мм, ни в коем случае не игнорируйте это, а учтите в расчете.

Пример расчета центрально нагруженного фундамента можно посмотреть здесь. Для наглядности в данном расчете все исходные данные совпадают с тем расчетом – чтобы можно было провести анализ и сделать для себя соответствующие выводы. По причине одинаковых исходных данных многие этапы расчетов будут схожи. Я постараюсь не дублировать пояснения к расчету, а давать только комментарии к отличительным особенностям расчета внецентренно нагруженного ленточного фундамента. Поэтому рекомендую изучить оба расчета – уверена, это будет полезной работой.

Чтобы сравнить, на сколько может увеличиться ширина подошвы ленточного фундамента и убедиться, насколько важен следующий расчет, загляните в таблицу ниже.

Как видно из таблицы, при всех остальных одинаковых вводных данных одна лишь величина эксцентриситета сыграла значительную роль в размерах итоговой ширины подошвы ленты.

Скачать файл с расчетом без пояснений в формате pdf можно здесь.

Исходные данные для расчета ленточного фундамента

На рисунке показана геометрия ленточного фундамента. Уровень природного рельефа взят из инженерно-геологического отчета (как и данные по всем грунтам). При строительстве дома рельеф будет понижен до уровня планировки срезкой, а пол первого этажа будет несколько выше уровня земли на улице.

Очень важным фактором является то, что подземная часть конструкции стены расположена симметрично относительно оси фундаментной ленты. А вот нагрузка от вышележащих конструкций Nc расположена с эксцентриситетом относительно этой оси. Этот эксцентриситет может быть вызван различными ситуациями (см. рисунок ниже), и важно определить не только его величину, но и в какую сторону сбита нагрузка по отношению к оси.

Исходные данные в нашем расчете описывают геометрию стены. Обратите внимание, что расчет можно построить так, чтобы вводить нужно было только значения, помеченные желтым маркером – остальные будут вычисляться автоматически.

Значение А3 должно быть не меньше глубины промерзания грунта в вашем районе. Пол дома нужно делать выше уровня земли.

Для упрощения расчета мы берем не всю длину ленты, какой бы она ни была, а только один ее погонный метр – так и с нагрузками проще будет оперировать, и с площадями.

Характеристики грунта в данном расчете взяты из инженерно-геологического отчета – и взяты именно расчетные значения характеристик для расчета оснований по деформациям.

Как видно из рисунка, фундамент залегает во втором слое грунта ИГЭ-2, а в третьем присутствуют грунтовые воды.

Номер слоя грунтов	Показатели грунтов
	Удельный вес, т/м3		Модуль деформации, т/м2		Сцепле- ние, т/м2	Угол внутр. трения	Коэфф. Пористо- сти	Ограничение давления, т/м2
	Природное состояние	Водонасыщен- ное состояние	Природное состояние	Водонасыщен- ное состояние
ИГЭ-1	1,7	1,83	2000	1500	0,1	18	0,73
ИГЭ-2	1,75	1,89	1960	960	2,2	20	0,78	15
ИГЭ-3	1,84	1,93	1950	1950	2,8	24	0,7

Для данного расчета нам не понадобятся коэффициент пористости и модуль деформации, но они будут нужны при расчете осадок фундамента.

В нашем случае ИГЭ-2 – просадочный суглинок с начальным просадочным давлением 16,5 т/м², т.е. при таком давлении под подошвой грунт резко начинает деформироваться, чего мы допустить не должны. Поэтому мы задаем начальное просадочное давление для этого слоя несколько меньшим, чем 16,5 т/м², чтобы иметь запас. Слой ИГЭ-2 является основанием для фундамента, но если бы он был где-то глубже, то согласно п. 2.177 пособия, расчетное сопротивление следует определять по наиболее слабому грунту – об этом забывать не следует.

Итак, исходные данные по грунтам сведены ниже в расчетную таблицу. Обратите внимание, что слоев грунта уже четыре, а не три. Для удобства третий слой разделен на два – сухой и водонасыщенный.

Завершающая часть исходных данных – обратная засыпка и нагрузки.

Нагрузка на стену в нашем случае взята из примера сбора нагрузок «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома» для фундамента по оси «1», т.е. для фундамента под крайнюю стену, и равна она сумме постоянных и временных нагрузок из шестой таблицы примера 7391 кг/м + 724 кг/м = 8115 кг/м = 8,115 т/м (так как расчет у нас ведется на 1 погонный метр фундамента, то нагрузка Nс берется уже не в тоннах на метр, а в тоннах).

Эксцентриситет приложения нагрузки в нашем примере равен 0,1 м, сбита нагрузка в сторону дома.

Расчет ленточного фундамента выполняется методом последовательных приближений. Чтобы от чего-то оттолкнуться, мы задаемся расчетным сопротивлением грунта (оно приближенное и выбирается из таблиц пособия для подходящего грунта). Далее мы находим предварительную ширину подошвы, по значениям которой будем уже более точно определять расчетное сопротивление грунта.

 

Определение расчетного сопротивления грунта основания и ширины подошвы фундамента (расчет основания по деформациям – по 2 предельному состоянию).

Прежде всего, необходимо определить, какой слой грунта является основанием для нашего фундамента и выбрать для него угол внутреннего трения и удельное сцепление из исходных данных.

Удельный вес грунта берется в осредненном расчетном значении с учетом удельного веса всех слоев грунта и их толщин. Расчет этого осредненного удельного веса ведется по формуле , где Х_i – это удельное сцепление i-го слоя грунта, а h_i – толщина этого слоя. Посчитав осредненное значение для четырех слоев, мы получаем значение 1,873 т/м³.

Обратите внимание, что удельный вес грунта нужно брать с учетом водонасыщенного состояния. В нашем случае водонасыщен 4 слой (т.к. он находится ниже уровня грунтовых вод).

Если в инженерно-геологическом отчете вы не найдете значения удельного веса грунта в водонасыщенном состоянии, можно воспользоваться формулой (36) пособия.

Далее приступаем к определению расчетного сопротивления грунта.

Значения коэффициентов выбираем из таблицы 43 пособия, при этом нужно учитывать данные пункта 2.178 о том, какие здания относятся к жесткой конструктивной схеме.

В шаге 6.2 мы определим все действующие нагрузки и приблизимся к окончательному определению ширины подошвы фундамента.

Сначала мы просто делим нагрузку на расчетное сопротивление и получаем ширину подошвы даже меньшую, чем ширина стены. Округляем до ширины стены 0,4 м.

Но нам также необходимо узнать нагрузку от собственного веса стены, от грунта на срезах фундамента и от временных нагрузок на грунте и на полу – все они влияют на ширину подошвы фундамента. Т.к. срезов фундамента у нас пока нет, то N₁ и N_вр на данном этапе получились равны нулю, а вот собственный вес уже составил 1,5 тонны.

Уточняем ширину фундамента с новой нагрузкой и получаем уже 0,5 м. Конечно, так можно вылизывать до бесконечности, но мы пока проигнорируем N₁ и N_вр и найдем среднее давление под подошвой для ширины 0,5 м.

Среднее давление для такой ширины ленты получилось больше, чем мы можем себе позволить при ограничении давления на грунт 15 т/м2. Поэтому мы пересчитываем ширину подошвы до такого размера, чтобы среднее давление было меньше 15 т/м2 – получаем ширину ленты 0,7 м.

Далее мы снова уточняем все нагрузки для ширины ленты 0,7 м. И в п. 6.3 снова определяем среднее давление под подошвой фундамента для уточненных значений – оно оказывается больше нашего ограничения. Тогда в п. 6.3а мы увеличиваем ширину фундамента на столько, чтобы среднее давление под подошвой стало меньше ограничения давления. Когда это произошло, мы снова находим значения всех нагрузок для ширины подошвы 0,8 м, а также уточняем значение расчетного сопротивления грунта. После этого можно определить момент, действующий относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы. Обратите внимание, что N_c*e при нахождении момента берется с минусом в случае, если сбивка нагрузки в сторону дома; если же в сторону улицы, то нужно в формуле ставить знак плюс.

Знак момента дает нам понять о том, с какой стороны будет максимальное давление под подошвой ленточного фундамента.

Следующим шагом мы определяем эксцентриситет и проверяем несколько важных условий (смысл их описан в статье «Расчет ленточного фундамента под наружную стену в доме без подвала»)

Дальнейший расчет может пойти двумя путями. Если эпюра давления под подошвой фундамента имеет форму трапеции (при небольшом эксцентриситете), то считать нужно по формуле (50) пособия – у нас так и получилось, и мы будем вести дальнейший расчет по пункту 6.7. Если бы эксцентриситет оказался большим, и эпюра оказалась бы треугольной (это значит, что в фундаменте может даже получиться отрыв от подошвы), то считать нужно было бы уже по формуле (51), а в нашем расчете она прописана в п. 6.8. Я приведу оба пункта в этом примере – вдруг кому-то пригодится алгоритм. Но для этого конкретного случая п. 6.7 является завершающим для расчета.

Сначала мы находим p_max по стандартной формуле, в которой есть только одна особенность: если сила N_c сбита в сторону дома, то в расчете принимает участие q_эт (т.е. нагрузка со стороны дома), а если бы сила N_c была сбита в сторону улицы, то вместо q_эт у нас бы уже была q_гр (нагрузка на грунте со стороны улицы).

После определения p_max прежде всего нужно сравнить его с расчетным сопротивлением грунта. И если бы у нас не было ограничения давления на грунт, то расчет на этом можно было бы закончить. Но p_max превышает заданное ограничение, поэтому мы снова вынуждены увеличивать подошву и пересчитывать все значения (какие-то из них пригодятся нам при расчете осадок фундамента).

И как итог, у нас получается ширина подошвы фундамента 1,2 м.

И напоследок добавлю пункт 6.8, в котором показан алгоритм расчета максимального давления под подошвой в случае с треугольной эпюрой давления.

После того, как расчет выполнен, нужно определить осадку фундамента, но это уже тема отдельной статьи.

class=»eliadunit»>

Добавить комментарий

svoydom.net.ua

Расчёт внецентренно-нагруженного фундамента — Мегаобучалка

Ориентировочные размеры фундамента возьмем b = 2 м при нагрузке на обрезе фундамента N = 296 кН. Вычислим момент от внецентренного действия нагрузки от веса перекрытий, имея в виду, что плиты перекрытий заделываются в стены на глубину = 12 см, а давление от них распределено по закону треу­гольника. Тогда эксцентриситет приложения внешней нагрузки будет равен (при толщине стены b = 45 см).

е = 0,45/2 — 0,12/2 = 0,185 м,

Эксцентриситет е = 18,5 см.

Приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала:

Глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала:

Расчетное сопротивление грунта основания:

Равнодействующая активного давления грунта на 1 м стены фундамента:

Т.к. – перекрытия располагаются выше поверхности земли, то q = 10 кН/м².

Приведенная высота слоя грунта:

Расстояние от подошвы фундамента до точки приложения равнодействующей активного давления грунта:

Момент от нагрузки на обрезе фундамента:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента от равнодействующей активного давления грунта (момент от горизонтального давления грунта):

Нагрузка от веса фундамента:

Нагрузка от веса грунта на обрезе фундамента:

Момент относительно центра подошвы фундамента от веса обратной засыпки:

Определим давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента (краевые напряжения):

– вертикальная сила;

– вес соответственно грунта и фундамента на его обрезах;

– момент на уровне подошвы фундамента;

– площадь подошвы фундамента;

W – момент сопротивления подошвы фундамента.

Проверим выполнение условий:

Условия выполняются, поэтому принимаем в качестве подушки фундамента сборную плиту шириной b = 2,0 м.

Вариант №2. Расчет ленточного свайного фундамента

Под несущую стену

Требуется запроектировать свайный фундамент под несущую стену, передающую расчетную равномерно распределенную нагрузку на ось Б на ось А и В . Отметка низа ростверка – 3,200.

Выбираем тип свай. По геологическим условиям свая висячая. Несущий слой – песок мелкий. По оси Б принимаем сваю длиной 7 м, сечением 0,30 х 0,30 м.

Разбиваем пласт на однородные слои мощностью не более 2 м: (рис.З).

 

 

Рис.3. Расчетная схема железобетонной сваи

Определим средние глубины залегания каждого из слоев и найдем f_i – расчетное сопротивление на боковой поверхности свай методом линейной интерполяции.

Определяем несущую способность висячей сваи по грунту по формуле:

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом cвau;

А – площадь опирания сваи на грунт 0,30*0,30 = 0,09 м²;

– коэффициенты условий работы грунта, принимаемые по [3, табл. 3] равными 1 – погружение дизельным молотом;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи – 1,2 м;

– расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа;

– толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Несущая способность свай:

Несущая способность висячих свая по материалу во многих случаях больше, чем по грунту, поэтому ограничимся определением несущей способности принятой сваи только по грунту.

Расчетное сопротивление сваи:

Требуемое число свай в фундаменте на 1 м длины:

Окончательное число свай на 1 м фундамента принимаем равным 1. Конструируем ростверк при однорядном расположении свай.

Ширина ростверка:

Вес ростверка:

Вес 4-х стеновых блоков марки ФБС 24.5.6-т:

Вес грунта, расположенного на ростверке:

Определяем шагсвай в ряду:

– принятое число рядов свай.

Расчетная нагрузка, приходящаяся на одну сваю:

Принимаем сваю С 7-30 с шагом 1,09.

На ось А и В принимаем сваю длиной 7 м, сечением 0,30×0,30 м. Разбиваем пласт на однородные слои мощностью не более 2 м: .

Определим средние глубины залегания каждого из слоев и найдем f_i — расчетное сопротивление на боковой поверхности свай методом линейной интерполяции.

 

 

Несущая способность сваи:

Расчетное сопротивление сваи:

Требуемое число свай в фундаменте на 1 м длины:

Окончательное число свай на 1 м фундамента принимаем равным 1.

Вес ростверка:

Вес 4-х стеновых блоков марки ФБС 24.5.6-т:

Вес грунта, расположенного на ростверке:

Определяем шагсвай в ряду:

– принятое число рядов свай.

Принимаем сваю С 7-30 с шагом 1,43 м.

 

megaobuchalka.ru

2.1 Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов

На первом этапе фундамент рассчитали только на вертикальную центрально-приложенную нагрузку (1-е приближение) и определили, предварительно, размеры подошвы (например: стр.17).

Затем, необходимо сделать проверку с учетом моментов и горизонтальных сил.

Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к трем усилиям в плоскости подошвы фундамента N, T, M (T и M могут быть в общем случае представлены компонентами T_x, T_y, M_x, M_y).

Наибольшее давление на грунт у краев подошвы внецентренно нагруженного фундамента не должно превышать:

P_max≤1,2∙R – в случае момента в одной плоскости;

P_max≤1,5∙R – в случае моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; P_min >0.

Давление p на грунт у краев подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяется по формуле:

где – момент сопротивления подошвы фундамента.

Рис. 9. Расчетная схема для определения P_max и P_min

где N, M – усилия по подошве фундамента:

,

где , приведенный уд.вес фундамента и грунта на его уступах.

d – глубина заложения фундамента;

l и b – размеры фундамента;

N_c – нагрузка от сооружения;

A – площадь фундамента;

R – расчетное сопротивление грунта основания;

–активное давление грунта засыпки на фундамент;

–плечо силы относительно подошвы фундамента;

–плечо силы Т относительно обреза фундамента;

.

В случае действия моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

1. Прямоугольный фундамент

Рис. 10.

где – момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси х иy соответственно.

2. Для круглого или кольцевого фундамента

Рис. 11.

момент сопротивления для круга,

–момент сопротивления для кольца.

где r_вн и r_нар – соответственно внутренний и наружный радиусы кольца.

Таким образом для определения окончательных размеров фундамента на данном этапе проектирования необходимо выполнение следующих условий:

1. Среднее давление под подошвой фундамента р≤R.

2. Наибольшее краевое давление (при действии изгибающего момента в одной вертикальной плоскости) р_max≤ 1,2 R.

Наибольшее краевое давление под фундаментом ( при действии изгибающих моментов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях) р_max≤ 1,5 R.

2. Для минимального давления под фундаментом р_min>0, т.е. отрыв подошвы недопустим.

Если условия 1 — 3 оказались выполненными, то фундамент на данном этапе проектирования принимается тех же размеров, которые получены в расчетах на действие только вертикальной центрально приложенной по подошве фундамента силы N.

Если хотя бы одно из условий 1 — 3 не выполнено, то необходимо увеличить размеры фундамента в плане (без изменения d).

При изменении размеров фундамента он может быть принят несимметричным относительно оси действия силы N.

Затем необходимо всё пересчитать заново, начиная c пункта 1 — определение размеров подошвы фундамента, что отражает принцип расчета фундаментов методом последовательных приближений.

2. Определение осадок фундаментов, их неравномерностей и кренов. Уточнение размеров фундаментов.

Целью расчетов оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). Следует отметить, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и надфундаментных конструкций проверяются расчетом, учитывающим взаимодействие сооружения с основанием (возникающие при этом усилия и деформации).

В курсовой работе рассматриваем только один из видов возможных деформаций основания – осадку основания в различных точках подошвы фундамента, что обеспечивает определение осадки центра подошвы, неравномерности осадок краев, крена фундамента.

Расчет осадок ведется методом послойного суммирования, который позволяет учесть этапность возведения сооружения и неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации по глубине.

Осадка определяется по схеме полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи по формуле:

где – безразмерный коэффициент, характеризующий боковое расширение грунта;

–модуль деформации i-го слоя грунта;

–толщина i-го слоя грунта;

–число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

–дополнительное к природному вертикальное напряжение в середине i-го слоя.

определяется по формуле:

где α – коэффициент, учитывающий изменение дополнительного давления по глубине, и зависящий от формы подошвы фундамента (l/b) и относительной глубины, дзетта , принимаемый по табл. 1, стр. 30 прил. 2 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений». Данная таблица является обобщением результатов решений уравнений теории упругости, полученных Буссинеском (1885г.) и Фламаном (1892г.) для случаев плоской и объемной задач.

Расчеты ведутся в следующей последовательности.

Сначала вычисляем p₀ – дополнительное к природному вертикальное давление на грунтовое основание:

где р – среднее давление под подошвой фундамента,

–вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, действовавшие до начала строительства (с учетом взвешивания),

— осредненный удельный вес грунта выше подошвы фундамента, определяется по формуле:

где – определяем по формулам стр. 15 данного пособия,

–заглубление подошвы фундамента ниже УГВ.

_{Таким образом,}

где N_c – нагрузка от сооружения (вертикальная составляющая сил по обрезу фундамента),

=2,2 тс/м³ – удельный вес фундамента и грунта на его уступах;

=1,0 тс/м³ – удельный вес воды;

А – площадь подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента.

Определив p₀, строим график распределения по осиz (по глубине). При этом вычисления удобно вести в табличной форме (пример для квадратного в плане фундамента).

Таблица 2

z	0
	0	0,4	0,8	1,2	1,6	2	2,4	2,8	3,2	3,6	4,0
	1	0,96	0,8	0,606	0,449	0,396	0,251	0,201	0,160	0,131	0,108
, тс/м2	20

На расчетной схеме по точкам строим график , рис.12.

Затем строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта – . Расчет ведем от отметки природного рельефа.

Значения определяют в характерных точках на границах слоев грунтов, с учетом взвешивающего действия воды по формуле:

Расчеты удобно вести в табличной форме:

Таблица 3

h, м
, тс/м2
, тс/м2

Графики ,идолжны быть выполнены на расчетной схеме в одинаковом масштабе. Далее находим точку пересечения графикови, которая определяет Н_с – сжимаемую толщу основания, в пределах которой происходит сжатие грунта. Считается, что более глубокие слои грунта с Н>H_c, где вертикальное напряжение от сооружения составляют менее 20% от природных напряжений не влияют на осадку основания. Что характерно для большинства видов грунтов (для слабых грунтов с Е<5МПа этот критерий – 10%).

Рис. 12. Расчетная схема к определению сжимаемой толщи Нс

Полученную активную толщу Н_с делим на слои с толщиной таким образом, чтобы в пределах одного слоя грунт был однородным (рис. 13). В середине каждого слоя определяем по графику значенияи вычисляем осадкуi-го слоя по формуле:

Расчеты удобно вести в табличной форме, таблица 4.

Окончательно суммируем осадку слоев и находим общую осадку – S.

Масштаб: М 1:50

Масштаб напряжений 1см – 5тс/м²

Рис.13. Расчетная схема для определения осадки фундамента

Таблица 4

№ слоя	,	, м	,	, м
1
2
3
4
5
6
S=

Найденная расчётная величина осадки S сравнивается с предельным значением осадки —.

Согласно принципу проектирования фундаментов по деформациям, заложенному в СНиПе, размеры подошвы фундамента должны быть назначены такими, чтобы было выполнено условие:

(1)

где S – абсолютное значение осадки отдельного фундамента, рассчитанного исходя из наиболее неблагоприятных условий (ожидаемая осадка основания по расчёту).

–предельное значение абсолютной осадки, установленное заданием на проектирование или СНиПом (предельно допустимая совместная осадка основания и сооружения).

Соблюдение условия (1) является необходимым, но не достаточным. Основным расчётом оснований и фундаментов зданий и сооружений на совместность деформаций является проверка относительной неравномерности осадок фундаментов или крена.

Следует отметить, что даже незначительные осадки основания, будучи неравномерными, приводят к катастрофическому перераспределению напряжений в конструкциях зданий и сооружений.

studfile.net

Внецентренно нагруженные фундаменты

         Это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.

         Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимается изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения определяются по формулам внецентренного сжатия.

        

Учитывая, что  ,

Приходим к более удобному для расчета виду:

         , где

NII – суммарная вертикальная нагрузка, включая Gf и Gg;

e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;

b – размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

Рис. 10.13. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.

         Двузначную эпюру стараются не допускать, т.к. в этом случае образуется отрыв фундамента от грунта.

         Поскольку в случае действия внецентренного нагружения максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента давление допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т.е.

, но

         В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей фундамента (рис 10.14), давление под ее угловыми точками находят по формуле:

        

Рис. 10.14. внецентренное загружение фундамента относительно двух глвных осей инерции:

а – смещение равнодействующих внешних сил; б – устройство несимметричного фундамента.

         Поскольку в этом случае максимальное давление будет только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение удовлетворяло условию:

         , но при этом проверяются условия:

         ;  — на наиболее нагруженной части.

students-library.com