билеты. 64 Зависит ли величина предельной деформации основания от грунтовых условий

Скачать 393.42 Kb. Название 64 Зависит ли величина предельной деформации основания от грунтовых условий Анкор билеты.docx Дата 06.05.2017 Размер 393.42 Kb. Формат файла Имя файла билеты.docx Тип Документы #8569 страница 1 из 7

1   2   3   4   5   6   7 64 Зависит ли величина предельной деформации основания от грунтовых условий? Предельные деформации основания не зависят от грунтовых условий строительной площадки, а зависят только от конструкции здания или сооружения и его фундаментов. Чем выше жесткость здания, тем выше допускаемые предельные значения деформаций основания. Если для производственных и жилых зданий с полным каркасом максимальная осадка равна 8 см, то для сооружений элеваторов из железобетонных конструкций на монолитной плите средняя осадка равна 40 см. Это объясняется тем, что элеваторы и дымовые трубы обладают большой способностью перераспределять усилия, возникающие при неравномерной деформации основания. 65 Какие методы рекомендуются для расчета осадок фундаментов? Расчет деформации основания может быть выполнен с использованием как аналитических, так и численных методов расчета. К аналитическим методам относятся:  метод элементарного послойного суммирования. Методика расчета изложена в прил.2 СНиП [1];  метод эквивалентного слоя грунта Н.А.Цытовича (см. ч.1, М.9.5; М.9.15);  метод линейно-деформируемого слоя. Численные методы расчета основаны на использовании линейных или нелинейных решений теории упругости и теории пластичности (см. также Ф.6.6). 66 Определение осадки методом элементарного послойного суммирования. Метод послойного суммирования Расчет осадки слоистых оснований выполняется методом послойного суммирования, в основу которого положена выше разобранная задача (основная задача). Сущность метода заключается в определении осадок элементарных слоев основания в пределах сжимаемой толщи от дополнительных вертикальных напряжений σZP, возникающих от нагрузок, передаваемых сооружениям. Так как в основу этого метода положена расчетная модель основания в виде линейно-деформируемой сплошной среды, то необходимо ограничить среднее давление на основание таким пределом, при котором области возникающих пластических деформаций лишь незначительно нарушают линейную деформируемость основания, т.е. требуется удовлетворить условие (7.11) Для определения глубины сжимаемой толщи Нс вычисляют напряжения от собственного веса σZq и дополнительные от внешней нагрузки σZP. Нижняя граница сжимаемой толщи ВС основания принимается на глубине z = Нс от подошвы фундамента, где выполняется условие (7.12) т.е. дополнительные напряжения составляют 20% от собственного веса грунта. При наличии нижеуказанной глубины грунтов с модулем деформации Е≤5 МПа должно соблюдаться условие (7.13) Для оснований гидротехнических сооружений по СНиП 2.02.02—85 «Основания гидротехнических сооружений» нижняя граница активной зоны находится из условия (7.14) Расчет осадки удобно вести с использованием графических построений в следующей последовательности (рис. 7.11): строят геологический разрез строительной площадки на месте рассчитываемого фундамента; наносятся размеры фундамента; строятся эпюры напряжений от собственного веса грунта σZg и дополнительного σZP от внешней нагрузки; определяется сжимаемая толща Нс; разбивается Нс на слои толщиной hi≤0,4b; определяется осадка элементарного слоя грунта по формуле (7.15) Тогда полную осадку можно найти простым суммированием осадок всех элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи из выражения (7.16) где β— безразмерный коэффициент, зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций, принимаемый равным 0,8; hi — высота i-го слоя; Ei — модуль деформации i-го слоя грунта; —среднее напряжение i-го элементарного слоя. Метод послойного суммирования позволяет определять осадку не только ценфальной точки подошвы фундамента. С его помощью можно вычислить осадку любой точки в пределах или вне пределов фундамента. Для этого пользуются методом угловых точек и строится эпюра напряжений вертикальной, проходящей через точку, для которой требуется расчет осадки. Рис. 7.11. Расчетная схема для определения осадки методом послойного суммирования: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сжимаемой толщи; Нс — сжимаемая толща Таким образом, метод послойного суммирования в основном используется при расчете небольших по размерам фундаментов зданий и сооружений и при отсутствии в основании пластов очень плотных малосжимаемых грунтов. Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента Пример 7.1. Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента шириной b = 1,2 м. Глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 1,8 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р = 285 кПа. Основание сложено следующими слоями: 67 Как рассчитать осадку основания методом эквивалентного слоя грунта? Осадка основания sметодом эквивалентного слоя грунта определяется по формуле где hэ мощность эквивалентного слоя грунта определяемая из выражения mv  коэффициент относительной сжимаемости грунта; p0 дополнительное давление под подошвой фундамента; A  коэффициент, определяемый по формуле где  коэффициент Пуассона грунта основания; b  ширина подошвы фундамента; w  коэффициент, зависящий от формы и жесткости фундамента. Выражение для sприменимо для случая однородного основания. При слоистой толще грунтов необходимо найти среднее значение коэффициента относительной сжимаемости в пределах сжимаемой толщиHc=2hэ(рис.Ф.10.11); см.также М.9.15-9.21 и [15]. Рис.Ф.10.11. Схема к расчету осадки методом эквивалентного слоя 68 Как определяется осадка основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя? Осадка фундамента на слое конечной толщины (рис.Ф.10.12) определяется по формуле где p  среднее давление под подошвой фундамента; b  ширина прямоугольного или диаметр круглого фундаментов, kc и km  коэффициенты, зависящие от сжимаемости основания; n  число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах сжимаемой толщи Hс; ki и ki-1 коэффициенты, определяемые в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя; Ei  модуль деформации i-го слоя грунта. Коэффициенты ki приводятся в табллице СНиП [1], приложение 2. Рис.Ф.10.12. Схема для расчета осадки с использованием модели линейно-деформируемого слоя Расчетная толщина линейно деформируемого слоя определяется с использованием выражения, приведенного в Ф.10.10. 69 Что такое расчетное сопротивление грунта основания? Расчетное сопротивление грунта соответствует такому давлению под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину z=b/4 (рис.Ф.10.16,а). На графике зависимости осадка-нагрузка (рис.Ф.10.16,б) это давление находится в начале фазы образования областей сдвига. Из решения Н.П.Пузыревского приz=b/4 получено следующее выражение для расчетного сопротивления грунта основания (см.Ф.5.8) где  c1и  c2 коэффициенты условий работы, зависящие от вида грунта основания и жесткости сооружения; k  коэффициент, принимаемый k  и= 1, если прочностные характеристики грунта  cопределены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблице СНиП [1] на основании физических характеристик грунтов; M, Mq, Mc  коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; kz  коэффициент, принимаемый приb < 10 м kz = 1, а при b10 м(здесьz0= 8 м); b  ширина подошвы фундамента;  II осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод  IIопределяется с учетом взвешивающего действия воды);  удельный вес грунта, находящегося выше подошвы фундамента; cII расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; d1 глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле где hs  толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала; hcf  толщина конструкции пола подвала;  cf  расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала. Величина db  расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом глубина подвала  B  20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м считается db = 0). Если d1>d(где d  глубина заложения фундамента), то d1принимается равным d, а db = 0 при любой форме фундаментов в плане. Рис.Ф.10.16. Определение расчетного сопротивления грунта:  а - развитие зон предельного равновесия; б - график зависимости осадкиsот нагрузкиp 70 Что такое условное расчетное сопротивление грунтаR0и как оно определяется? В табл. 1 прил.3 СНиП [1] приведены значения расчетного сопротивления грунта, которые определяются только по классификационным показателям грунта и не зависят, в отличие от выражения дляR(Ф.10.16), непосредственно от прочностных характеристик грунтов. Эти условные значения расчетного сопротивления, часто обозначаемыеR0, разрешается применять для определения предварительных размеров фундаментов или для малоэтажных зданий при согласном напластовании грунтов основания. 71 Какие расчеты необходимо выполнить при проектировании оснований по деформациям? Расчет оснований по деформациям включает следующие этапы:  определение нормативных и расчетных нагрузок на фундаменты;  оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;  выбор глубины заложения фундамента;  назначение предварительных размеров подошвы с использованием условного расчетного сопротивления грунта R0;  вычисление расчетного сопротивления R и уточнение принятого размера подошвы фундамента;  проверку прочности слабого подстилающего слоя при его наличии;  определение деформаций основания и сравнение их с предельными значениями. 72 Как определить ширину подошвы центрально нагруженного фундамента? Для определения ширины подошвы центрально нагруженного фундамента необходимо предварительно собрать нагрузки на фундамент и задаться глубиной его заложения. Если нагрузка от веса надземных конструкций NII, приложенная на обрезе фундамента (рис.Ф.10.21,а), известна, то давление на основание под подошвой фундамента будет: вес грунта обратной засыпки на обрезах фундамента; Gгде Gгрф вес фундамента; А площадь подошвы фундамента (см.также Ф.9.26). Рис.Ф.10.21. Расчетные схемы к определению ширины подошвы фундаментов:  а - центрально нагруженный фундамент; б - внецентренно нагруженный фундамент В практических расчетах, усредняя вес грунта и вес фундамента в объеме призмы АБВГ, давление определяют по формуле где  среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м3; d  глубина заложения и A  площадь подошвы фундамента. Так как давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта, то, если принять p=R, получим формулу для определения площади подошвы фундамента: С целью ускорения расчетов в поcледнем выражении можно предварительно заменить RнаR0, определив его по таблице СНиП, т.е. не выполнять сначала расчетов по определениюR, но после подбораAпоR0эти расчеты дляRнеобходимо провести повторно. Для ленточного фундамента расчет выполняется на 1 п.м. длины фундамента, поэтому ширину подошвы находят по формуле b=A/l. Для фундаментов с квадратной подошвой , с круглой.   1   2   3   4   5   6   7