Проектирование фундаментов по предельным состояниям
До 1962 г. фундаменты проектировали по допускаемым нагрузкам, а затем перешли к проектированию по предельным состояниям.
Сейчас в расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние, согласно СНиП 2.02.01-83*) и по деформациям (второе предельное состояние). При этом оба вида указанных состояний между собой, как правило, не совпадают. Часто оказывается, что несущая способность грунтов по устойчивости еще далеко не исчерпана, а в осадках фундаментов уже достигнуто предельное состояние их развития. Поэтому расчет оснований по деформациям обычно считается основным, а расчету устойчивости грунтов чаще придают проверочный характер.
|
Рпр – очень большое значение и не удовлетворяет величине предельно-допустимых осадок.
|
S – ожидаемая совместная осадка сооружения и основания по расчету;
SU – предельно допустимая осадка основания и сооружения.
Величина SU = f (чувствительности здания, технологических, архитектурных требований).
Пример технологических требований - фундамент турбогенератора
L= 40 – 50 м; SПР. – имеет min значение, т.к. даже при толщине плиты
h =1 м и L = 50 м конструкция все равно будет гибкой, испытывая прогиб или выгиб И такие деформации приводят к выводу машины из строя.
На величину S – влияет жесткость сооружения, уменьшая неравномерные осадки, однако до настоящего времени жесткость сооружения в расчет обычно не учитывается – что идет в запас расчета.
Под S – может быть: - абсолютная осадка;
- средняя осадка; (Sср)
- разность осадок; (ΔS)
- крен;
- прогиб
- выгиб; кривизна; угол закручивания;
- горизонтальные смещения.
Sср = (a1F1S1 + a2F2S2 +...+ anFnSn )/( a1F1 + a2F2 +...+ anFn)
где a1,a2 ,an - количество одинаковых фундаментов, имеющих площади F1 ,F2 ,Fn - соответственно.
S1 ,S2 ,Sn – подсчитанные осадки.
Опыт строительства показывает, что легкие здания в однородных грунтах при согласованном залегании слоев, сжимаемость которых с глубиной уменьшается, получают осадки в 2-3 раза меньше предельных, и тогда нет необходимости рассчитывать осадку.
mv1 > mv2 >mv3 > mv4
|
|
|
|
|
где Р – фактическое среднее давление грунта под фундаментом;
R – расчетное сопротивление грунта основания
R = (γc1 γc2 / k) [MγkzbγII + Mqd1 γII' + (Mq – 1)db γII'+MccII] (1)
где, γc1 – коэффициент работы грунтового основания (1,1 – 1,4)
γc2 -коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием (1,1…1,4 для здания с жесткой конструктивной схемой; 1 – для здания с гибкой конструктивной схемой).
k –коэффициент надежности (1,1 – при определение характеристик грунтов по косвенным данным); (1 – при определение характеристик грунтов по непосредственным данным).
Mγ; Mq; Mc- эмпирические коэффициенты, зависящие от φII(расчетное значение угла внутреннего трения).
b –меньшая сторона подошвы фундамента(м);
γII'-осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы фундамента;
γII –то же, но залегающего ниже подошвы фундамента;
cII –расчетное значение удельного сцепления;
db– глубина подвала (м);
d1 –глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом.
|
|
gп – удельный вес конструкции пола подвала