Ф.12.5. Как определяются предварительные размеры гибких фундаментов?

Ф.12.1. Как можно подразделить сооружения по жесткости?

Условно здания и сооружения подразделяются на абсолютно жесткие, конечной жесткости и гибкие. Гибкие сооружения, передавая нагрузку на основания, следуют за осадкой, которая может быть различной в разных точках основания. При таком деформировании в них не возникает практически никаких дополнительных усилий и разрушений. Как правило, конструкции таких зданий имеют статически определимую схему. Подавляющее число зданий обладает конечной жесткостью. Для них приходится регламентировать не только величины осадок, но и их неравномерность, потому что неравномерность осадок вызывает появление дополнительных усилий в конструкциях, которые могут нарушить их прочность. Абсолютно жесткие сооружения при деформациях здания не изгибаются, а дают осадку как единый массив, и плоская подошва сооружения после деформации основания остается плоской, но возможны лишь вертикальные оседания и наклон сооружений.

Ф.12.2. Каким образом можно учесть совместную работу сооружения и его основания?

Совместную работу основания и сооружения, обладающего конечной жесткостью, возможно учесть, используя схему с упругооседающими опорами. В "абсолютно" гибких сооружениях нагрузки, передающиеся основанию, считаются неизменными при деформировании основания, и совместная работа основания и сооружения оценивается лишь предельными значениями средних осадок и их неравномерности (относительной разности). Для абсолютно жестких сооружений регламентируются их осадка и крен.

При расчете сооружений конечной жесткости учитывается не только жесткость фундамента, но и всего сооружения в целом.

Ф.12.3. В чем отличие гибких фундаментов от жестких фундаментов?

К категории жестких относятся фундаменты, которые вследствие своих конструктивных особенностей практически не изгибаются под действием внешних нагрузок. Принимается, что реактивное давление по подошве жестких фундаментов определяется без учета их изгиба и изменяется по линейному закону (рис.Ф.12.3,а) как по длине, так и ширине фундамента.

Гибкие фундаменты обладают способностью изгибаться в одном или обоих направлениях подошвы. Реактивные давления по подошве определяются исходя из совместной работы фундамента и основания и зависят от прогиба фундамента (рис.Ф.12.3,б).

Рис.Ф.12.3. Распределение реактивных давлений по подошве фундаментов: а - жесткие фундаменты; б - гибкие фундаменты

Ф.12.4. Какие типы фундаментов относятся к категории гибких?

К гибким могут быть отнесены фундаменты, у которых отношение высоты к их длине слставляет менее 1/3. Такими фундаментами являются:

- ленточные фундаменты под колонны гражданских и промышленных зданий (см.рис.Ф.9.12,е);

- сплошные железобетонные плиты высотных зданий, элеваторов, градирен, атомных и тепловых электростанций (рис.Ф.9.12,о,р);

- фундаменты из перекрестных лент (рис.Ф.9.12,ж);

- коробчатые фундаменты (рис.Ф.9.12,н);

- кольцевые фундаменты дымовых труб (рис.Ф.9.12,п).

Ф.12.5. Как определяются предварительные размеры гибких фундаментов?

Предварительные размеры фундаментов в плане и по высоте находят как для жесткой фундаментной балки шириной b = 1 м и длиной 2l исходя из линейного распределения реактивных давлений по подошве фундамента (рис.Ф.12.5).

где N - сумма всех вертикальных нагрузок на фундамент; A - площадь подошвы фундамента; M - момент всех сил относительно центра тяжести подошвы фундамента.

Определив реактивное давление, находим изгибающий момент в каждом сечении фундамента.

По величине найденного максимального момента определяют необходимый по условию прочности момент сопротивления фундамента, а по нему - требуемые сечение и жесткость E_I.