Розрахунок основ за деформаціями

Розрахунок основ будівель і споруд за деформаціями полягає в обмеженні деформацій основ такими значеннями, які забезпечують нормальну експлуатацію інженерних спору.

Деформації основ залежно від причин виникнення ділиться на деформації основи під дією власної ваги внаслідок зміни їх фізичного стану чи інших факторів (набухання, осідання і т. ін.).

Розрахунок основ за деформаціями у більшості випадків робиться з урахуванням сумісної роботи споруди і основи.

Сумісна деформація характеризується:

- абсолютним промерзанням S окремого фундаменту:

- середнім осіданням основи споруди ;

- відносно не рівномірного осідання двох фундаментів, тобто різницею їх осідань, віднесеною до відстані між ними;

- креном фундаменту (споруди), тобто відношенням різниці осідання крайніх точок фундаменту до його ширини, та ін.

За деформаціями основи розраховують:

,

де S – значення спільної роботи деформації основи і будівлі (споруди), яке визначається розрахунком;

- граничне значення спільної деформації основи і будівлі (споруди).

Розрахунок деформації основи рекомендується виконувати залежно від розмірів фундаментів і типів ґрунтових нашарувань методом пошарового додавання і використанням схеми у вигляді лінійно-деформованого на півпростору чи з використанням розрахункової схеми лінійно-деформованого шару (пружного шару кінцевої товщини).

Метод пошарового додавання

У цьому методі розрахункова схема основи прийнята у вигляді лінійно-деформованого напівпростору з умовами обмеження глибини стискуваної товщі. При розрахунку осідання фундаменту методом додавання зроблені припущення:

1) враховується осьові максимальні стискаючі напруження Р, тобто визначення деформацій ґрунту проводиться за умови не можливості його бокового розширення;

2) у кожному горизонтальному перерізі (елементарному шарі) вертикальні напруження приймаються розподіленими по прямокутній епюрі з ординатою, що дорівнює середньому допоміжному тиску на покрівлі і на підошві кожного шару;

3) у межах кожного горизонтального перерізу повинне бути однорідне стискування ґрунту, яке характеризується модулем деформації Е ;

4) деформації основи враховуються в межах стискуваної товщі, нижня межа якої – умовна:

де - осьове додаткове напруження від зовнішнього навантаження на глибині z від підошви фундаменту;

- вертикальна напруга від власної ваги ґрунту;

5) осідання основи дорівнює сумі деформацій окремих шарів ґрунту у межах стискуваної товщі:

де S – осідання основи окремого фундаменту, см;

- деформація у межах одного шару, см;

N – кількість шарів, на які розбита стискувана товща основи.

Розрахунок осідання фундаменту рекомендується виконувати у такій послідовності:

1) складають ескіз фундаменту з типовим геологічним розрізом

2) по вісі фундаменту (зліва) будують епюру природного тиску ґрунту, починаючи від планувальної відмітки – при плануванні зрізанням і від природного рельєфу – при плануванні підсипанням.

Ординати епюри використовують у характерних точках (на границі шарів і у ряді окремих горизонтальних перерізів поблизу нижньої границі стискуваної товщі) за формулою

де - питома вага ґрунту, розміщеного вище підошви фундаменту;

- глибина закладання фундаменту від поверхні природного рельєфу;

- відповідно питома вага і товщина і-го шару ґрунту, м.

Для водонасичених шарів ґрунту, розташованих нижче рівня ґрунтових вод, необхідно приймати питому вагу з урахуванням зважуваної дії води

де висота стовбура води, м

питома вага к-го шару ґрунту з урахуванням зважуваної дії води, кН/м³.

На покрівлі водотривкого пласта епюра напруг від власної ваги ґрунту має скачок за рахунок гідростатичного тиску Цей приріст становить

(кН/м²),

де питома вага води, яка дорівнює 10 кН/м³;

3) передбачувану товщу основи розділяють на окремі горизонтальні перерізи (окремі шари), товщину яких можна приймати (де b– ширина фундаменту). Якщо в межах горизонтального перерізу попадають два різні шари ґрунту, ці ділянки розглядають окремо;

4) по вісі фундаменту (справа) будують епюру додаткових напруг Додаткове вертикальне навантаження по глибині z від підошви фундаменту обчислюють за формулою

де коефіцієнт, який враховує зміну додаткового тиску по глибині;

додатковий тиск на основу:

Р– середній фактичний тиск під підошвою фундаменту;

напруга від власної ваги ґрунту на рівні підошви фундаменту (розраховувалась вище).

Коефіцієнт залежить від форми підошви фундаменту, яка враховується параметром , і відносного заглиблення площі горизонтального перерізу , яка розглядається. Значення приймають за таблицею значень коефіцієнта для фундаментів.

Для прямокутних фундаментів значення величини і приймається:

де l- довжина, b- ширина фундаменту;

де b – ширина, z – глибина площі перерізу підошви фундаменту, що розглядається.

Для круглих фундаментів, які мають підошву у формі правильного багатокутника з площею А, значення приймають, як для круглих фундаментів приведеного радіуса .

Для зручності обчислення осідання фундаменту рекомендується виконувати у табличній формі (табл.3). Тут безрозмірний коефіцієнт =0,8.

Отримане значення сумарного осідання S порівнюють із значеннями граничного осідання , наведеними у таблиці значень граничних деформацій основ для різних типів будівель і споруд.

Дата добавления: 2014-12-17