Принципы расчетов оснований по предельным состояниям

В основе подхода к проек­тированию всех строительных конструкций лежит принцип расчетов по предельным состояниям. Согласно этому принципу, дейст­вующие на конструкцию усилия или возникающие в ней напря­жения, перемещения и деформации не должны превышать соответ­ствующих предельных величин. Этим достигается, с одной сторо­ны, возможность нахождения оптимального, наиболее экономич­ного решения, с другой — обеспечение безаварийной работы конст­рукции.

Расчеты по предельным состояниям подразделяются на две группы.

Первая группа – расчеты по несущей способности, призванные не допустить потери устойчивости формы или положе­ния конструкции; хрупкое, вязкое или иного характера ее разруше­ние; возникновение резонансных колебаний при динамических воз­действиях; чрезмерные пластические деформации или деформации неустановившейся ползучести.

Вторая группа – расчеты по деформациям, обеспечивающие установление таких величин перемещений или деформаций конструкций (осадок, прогибов, углов поворота и т. п.), амплитуд и колебаний, при которых еще не возникнут затруднения в нормаль­ной эксплуатации сооружений и не произойдет снижение их долговечности.

Целью расчетов оснований по предельным состояниям является выбор такого технического решения фундаментов, которое обеспечит невозможность достижения сооружением предельного состояния. Очевидно, что невыполнение условий расчетов по первой группе, т. е. потеря основанием несущей способности, приведет сооружение в предельное состояние вплоть до разрушения и сделает его полностью непригодным к эксплуатации. Невыполнение усло­вий расчетов по второй группе в зависимости от превышения вели­чин возникших перемещений фундаментов и деформаций сооружения над предельными может привести сооружение как в состояние, непригодное к нормальной эксплуатации, так и сделать его полно­чью непригодным к эксплуатации.

Учитывая разнообразные особенности взаимодействия сооруже­ний и оснований, СНиП 2.02.01 – 83* предусматривает необходи­мость расчетов оснований по деформациям во всех случаях и по несущей способности в тех случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные на­
грузки (подпорные стенки, фундаменты распорных конструкций
и т. п.), в том числе и сейсмические нагрузки;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными глинистыми или биогенными грунтами при степени влажности 5_г>0,85 и коэффициенте консолидации см²/год;

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчеты оснований по деформациям. Целью расчетов оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность вследст­вие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменения проектных уровней и положений конструкций, расстройства их со­единений и т. п. При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций прове­рены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при вза­имодействии сооружения и основания.

Расчеты оснований по деформациям производятся исходя из условия

(1.2)

где S – совместная деформация основания и сооружения, различ­ные формы которой были показаны на рис. 1.2; – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанав­ливаемое нормами или заданием на проектирование.

В настоящее время в соответствии со СНиП 2.02.01 – 83* рас­четное сопротивление грунтов основания определяется по формуле:

(1.3)

где, – коэффициенты условий работы, принимаемые в зависимости от вида грунтов и соотношения длины сооружения к его высоте;

к – коэффициент надежности, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта и с_II определялись непосред­ственными испытаниями, и равным 1,1, если они приняты по спра­вочным таблицам;, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от рас­четного угла внутреннего трения несущего слоя грунта; к_z – коэффициент, зависящий от ширине подошвы фундамента; b – ширина подошвы фундамента, м;

у_II – осредненный расчетный удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³; d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала:

(1.4)

(здесь h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; – толщина пола подвала, м; y_cf – расчет­ный удельный вес материала пола подвала, кН/м³); d_b – глубина подвала, равная расстоянию от уровня планировки до пола подва­ла, м, с_II – расчетное удельное сцепление несущего слоя грунта, кПа.

Дата добавления: 2014-01-20