Цифровые библиотеки и аудиокниги на дисках почтой от INNOBI.RU
  Новости   Библиотека   Ссылки   Карта сайта   О сайте  
предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 4. Расчет фундаментов на осевые и внецентренные нагрузки

После определения необходимой глубины заложения фундамента, расчетных температур и нормативных давлений на грунт расчет фундамента сводится к определению конструктивных размеров его элементов.

Рис. III-27. Расчетные схемы фундаментов. а, б - одноступенчатые фундаменты; в - многоступенчатые фундаменты
Рис. III-27. Расчетные схемы фундаментов. а, б - одноступенчатые фундаменты; в - многоступенчатые фундаменты

При расчете на осевые нагрузки площадь подошвы фундамента определяется из условия обеспечения несущей способности мерзлого основания (от нормативных нагрузок) с учетом способа выполнения обратной засыпки. Расчетные схемы приведены на рис. III-27.

В частности, при обратной засыпке грунта без уплотнения площадь подошвы фундамента


(III-35)

где QH - нормативная нагрузка в т;

γоб.с - средний объемный вес грунта в т/м3 с учетом веса фундамента;

hM - глубина заделки фундамента в мерзлый грунт в м;

H- расчетная мощность деятельного слоя в м;

RH - нормативное давление на вечномерзлый грунт в т/м2.

В районах со сливающимся деятельным слоем при условии заполнения пазух между башмаками и стенками котлована талым грунтом с уплотнением допускается увеличение, несущей способности основания за счет реактивных сил смерзания боковых граней нижней ступени башмака с грунтом. В этом случае площадь подошвы одноступенчатого фундамента


(III-36)

где km - произведение коэффициентов однородности и условий работы, принимаемое равным 0,6-0,7;

n - средний коэффициент перегрузки для нагрузок от сооружения;

UФ - периметр подошвы фундамента в м;

hб - высота нижней ступени башмака в м;

Rнсд - нормативное сопротивление сдвигу мерзлого грунта в т/м2 посередине высоты нижней ступени башмака, определяемое в зависимости от максимальной температуры.

Это нормативное сопротивление


(III-37)

Конструктивные размеры фундамента, его армирование и сопряжения элементов рассчитываются на реактивные силы основания; при этом силы, выпучивающие фундамент, включаются в основные нагрузки.

Внецентренная нагрузка вызывает нормальные реактивные давления не только на подошву фундамента, но и на его боковые грани. Кроме нормальных, на контактах фундамента с грунтом возникают также касательные реакции, обусловленные смерзанием. Реологические свойства мерзлого грунта позволяют полностью использовать нормативные характеристики прочности по всей поверхности контакта, однако в расчете учитываются только главные составляющие реакции основания- нормальные по подошве и касательные по боковым граням нижней ступени башмака (рис. III-28).

Рис. III-28. Расчетная  схема фундамента при внецентренной нагрузке. а - схема фундамента; б - касательные реакции, обусловленные смерзанием; в - схема нагрузки при расчете башмака на прочность
Рис. III-28. Расчетная схема фундамента при внецентренной нагрузке. а - схема фундамента; б - касательные реакции, обусловленные смерзанием; в - схема нагрузки при расчете башмака на прочность

Момент, который воспринимается касательными реакциями


(III-38)

На основание передается момент


(III-39)

где MН - момент от внешних нагрузок относительно подошвы фундамента.

Краевые давления


(III-40)

где QH - вертикальная нагрузка в г;

е - эксцентрицитет приложения нагрузки, равный Mн/Qн в м;

γоб - объемный вес грунта в т/м3;

hф - глубина заложения подошвы от планировочной отметки в м.

Максимальное значение давления на подошву не должно превышать 1,2 Rн (где Rн - нормативное давление, которое определяется так же, как при действии осевой нагрузки).

При расчете прочности башмака необходимо учитывать, что часть нагрузки приложена на конце консоли; расчетная величина этой части нагрузки может быть определена умножением kmRнсд на площадь соответствующей вертикальной грани башмака, т. е. на lфhф или bфhф.

При наличии деятельного слоя, сложенного пучинистыми грунтами, следует производить проверку фундаментов на устойчивость против поднятия силами выпучивания, а также проверку прочности на разрыв.

Рис. III-29. Расчетные схемы фундаментов на выпучивание
Рис. III-29. Расчетные схемы фундаментов на выпучивание

Расчет ведется в соответствии со схемами, приведенными на рис. III-29; следует иметь в виду, что периметр сечения фундамента в зоне заанкерования определяется как след на горизонтальную плоскость наименьшей поверхности скалывания грунта при выпучивании фундамента. В связи с этим сечение, очерченное периметром, не должно иметь входящих углов. Например, сечение деревянного фундамента с крестообразными анкерующими схватками следует определять не по контакту древесины с грунтом, а по линии, показанной пунктиром на рис. III-29, б.

В условиях сливающегося деятельного слоя необходимая реактивная сила, заанкеривающая фундамент, работающий на выпучивание, обеспечивается смерзанием его боковых поверхностей с вечномерзлым грунтом. Проверка фундамента на выпучивание сводится к вычислению необходимой глубины его заложения в вечномерзлый грунт:

при t0≤-2°С[8]


(III-41)

при t0 >-2°С


(III-42)

где τн - нормативная относительная сила выпучивания в кг, приходящаяся на пог. см периметра фундамента. Определяется опытным путем или приближенно по графикам рис. III-30;

Рис. III-30. Нормативная относительная сила выпучмвания фундамента. 1 - районы южнее 55-й параллели; 2 - районы севернее 55-й параллели; 3 - районы Заполярья
Рис. III-30. Нормативная относительная сила выпучмвания фундамента. 1 - районы южнее 55-й параллели; 2 - районы севернее 55-й параллели; 3 - районы Заполярья

Uп - периметр сечения фундамента в зоне пучения в см;

Ua - то же, в зоне заанкерования;

n - коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,1 для сооружений малочувствительных и 1,2 - для сооружений чувствительных к неравномерным перемещениям;

m - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9;

Rнсд - нормативное сопротивление сдвигу при смерзании вечномерзлого слоя грунта с боковой поверхностью фундамента или сопротивление скалыванию мерзлого грунта в кг/см2, принимаемые при отсутствии опытных данных по графику на рис. III-31 с учетом средней температуры грунта от верхнего горизонта вечномерзлых грунтов до основания фундамента;

Рис. III-31. Нормативное сопротивление складыванию мерзлого грунта
Рис. III-31. Нормативное сопротивление складыванию мерзлого грунта

N1н - нормативная нагрузка от веса сооружения, определяемая с учетом влияния ветровых нагрузок, в кг;

Gн - нормативая нагрузка от веса фундамента с учетом веса грунта на уступах в кг;

Δt - градиент температуры в град/см, принимаемый по данным наблюдений за температурным режимом вечномерзлых грунтов (приближенно равный 0,0017 t0);

kп - коэффициент уменьшения подъемной силы пучения; для фундаментов с анкерами, развитыми в одном направлении, kп = 1, для фундаментов с квадратной формой подошвы принимается по рис. III-32.

Рис. III-32. Коэффициент уменьшения подъемной силы пучения для фундаментов с квадратной формой подошвы (сплошной линией показаны значения k, при z = 0,5 м, пунктирной - при z = 1,0)
Рис. III-32. Коэффициент уменьшения подъемной силы пучения для фундаментов с квадратной формой подошвы (сплошной линией показаны значения k, при z = 0,5 м, пунктирной - при z = 1,0)

При несливающемся деятельном слое устойчивость фундаментов на выпучивание обеспечивается при соблюдении условия


(III-43)

где fнт - нормативная удельная сила трения талого и сыпучего мерзлого грунта по боковой поверхности фундамента в кг/см2, принимаемая по СНиП II-Б, 5-62.

Проверка прочности заанкеренного фундамента на разрыв силами пучения производится при условии:


(III-44)

Разрывающее усилие


(III-45)

где n - принимается равным 1,2;

C1н - нормативная нагрузка в кг от веса фундамента в пределах расчетной мощности деятельного слоя и надземной части фундамента.

предыдущая главасодержаниеследующая глава






Пользовательского поиска



© Злыгостев Алексей Сергеевич подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://townevolution.ru/ "TownEvolution: История архитектуры и градостоительства"