Основные задачи расчета напряжений

Расчетная схема взаимодействия сооружения и основания

С учетом изложенного выше, при расчетах оснований и фундаментов промышленных и гражданских сооружений обычно используется следующая расчетная схема. Пусть имеется некоторое сооружение, передающее нагрузки на основание (рис. 8.1, а). Упростим задачу, выделив из этой системы отдельный фундамент шириной b, и заменим воздействие на него сооружения соответствующей комбинацией нагрузок (рис. 8.1, б). Тогда под действием этих нагрузок, с учетом веса фундамента Q и грунта на его обрезах G по подошве фундамента возникнут реактивные нормальные напряжения p(х), отражающие силы взаимодействия сооружения, фундамента и грунтов основания. Характер распределения этих напряжений по подошве фундамента, вообще говоря, не известен, однако должно соблюдаться условие равновесия действующих нагрузок и реактивных напряжений.

Рис. 8.1. Схема взаимодействия сооружения и основания (а); схема фундамента и реактивного напряжения по его подошве (б); расчетная схема передачи нагрузок ниже подошвы фундамента (в)

Поскольку подошва фундамента всегда заглубляется ниже поверхности земли, в уровне подошвы по сторонам от фундамента будет действовать еще некоторое равномерно распределенное напряжение q, соответствующее весу слоя грунта, равного глубине заложения фундамента d. Тогда можно считать, что на основание в плоскости, проходящей через подошву фундамента, действует нагрузка, составленная из эпюры напряжений р(х) в пределах подошвы фундамента и равномерно распределенной эпюры напряжений q (рис. 8.1, в).

Важно отметить, что до строительства сооружения в плоскости подошвы будущего фундамента уже действовали нормальные напряжения от веса грунта q, поэтому дополнительная нагрузка на основание, возникшая от строительства сооружения, будет определяться уже не полной величиной р(х), а разностью p(x) – q. Тогда напряжения в любой точке основания ниже подошвы фундамента могут быть определены как сумма напряжений от веса грунта, залегающего выше этой точки, и от дополнительной нагрузки под подошвой фундамента p(x) – q.

С другой стороны, при расчетах фундаментных конструкций исходят из того, что реактивная нагрузка отпора грунта, действующая на подошву фундамента, равна р(х). Следовательно, фундамент находится под действием сил, показанных на рис. 8.1, б.

Из изложенного вытекают основные задачи расчета напряжений:

1) распределение напряжений по подошве фундаментов и сооружений, а также по поверхности взаимодействия конструкций с массивами грунта, часто называемых контактными напряжениями;

2) распределение напряжений в массиве грунта от действия местной нагрузки, соответствующей контактным напряжениям;

3) распределение напряжений в массиве грунта от действия собственного веса, часто называемых природным давлением.

Дата добавления: 2014-01-04