Вопрос 35 Виды деформаций зданий, вызванные неравномерными осадками оснований. В чем их особенности.

В зависимости от характера развития неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения сооружений следующих простейших видов: про­гиб, выгиб, перекос, крен, скручивание, горизонтальные пере­мещения фундаментов.

Прогиб и выгиб (рис. 9.1,а, б) связаны с искривлением сооружения. Такие деформации могут возникать в зданиях и сооружениях, не обладающих очень большой жесткостью. Иногда на одних участках возникает прогиб, на других — вы­гиб. При прогибе наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части сооружения, при выгибе — в верхней. Растягивающие усилия, появляющиеся в конструкциях, за­висят от неравномерной податливости основания и от жестко­сти сооружения. Чем большей жесткостью обладает сооруже­ние, тем большие усилия при тех же грунтовых условиях появляются в конструкциях и тем меньше величина прогиба или выгиба. Перекос (рис. 9.1,в, г) возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке неболь­шой протяженности при сохранении относительно вертикального положения конструкции. Крен сооружения (рис. 9.1, д) — поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента — возможен, если основание сооруже­ния загружено несимметрично или имеет несимметричное на­пластование грунтов относительно вертикальной оси сооруже­ния. Наибольшую опасность представляет крен высоких соору­жений (дымовых труб, высоких зданий, имеющих лифты, и др.). В этом случае он приводит к развитию дополнительного момента, который, в свою очередь, способствует увеличению крена и потере устойчивости сооружений на опрокидывание.

Колонны и стены, жестко не связанные с другими конструк­циями, также могут получать крен вследствие неравномерной осадки (рис. 9.1,е). Если перемещение их верхней части в го­ризонтальном направлении исключено, то при развитии нерав­номерной осадки под отдельным фундаментом в несущих кон­струкциях (колоннах, перекрытиях и др.) возникают дополни­тельные усилия, которые должны определяться при оценке со­вместной работы конструкций с основанием. Скручивание возникает при неодинаковом крене со­оружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны (рис. 9.1,ж). При этом виде деформаций дополнительные усилия развиваются .не толь­ко в элементах стен, но и в конструкциях перекрытий, которые могут изгибаться в горизонтальном направлении. Горизонтальные перемещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают зна­чительные горизонтальные усилия (например, распорные кон­струкции, подпорные стенки). Такие перемещения могут наблюдаться также при горизонтальной подвижке массива грунтов 'в случае оползней откосов и подработке территории.

В опрос 36. Мероприятия по уменьшению неравномерносностей осадки. Стремятся сделать со­оружения максимально гибкими, применяя разрезные конструк­ции перекрытий, покрытий, эстакад и т. п. В одноэтажных зданиях слабым местом являются стены, ко­торые обладают некоторой жесткостью. При неравномерной осадке по длине фундамента стены искривляются, что может вызвать появление в них трещин. Уменьшения чувствительности к неравномерным осадкам кладки стен зданий достигают устройством вертикальных оса­дочных швов. Для обеспечения самостоятельно­сти осадок отдельных частей здания необходимо делать осадочные швы с надлежащими зазорами. Размер зазора следует назначать с учетом ожидаемых неравномерностей осадок здания как в продольном, так и в поперечном направлении. Первым на­правлением уменьшения чувствительности сооружений к возмож­ным неравномерностям осадок является увеличение гибкости надземных несущих конструкций. Вторым направлением — уве­личение прочности конструкций, обладающих жесткостью, чтобы они могли перераспределить давление по подошве фунда­ментов и тем самым уменьшить ожидаемые неравномерности осадки. Абсолютно жесткие сооружения с повышенной прочностью конструкций способны выравнивать осадки благодаря уменьшению давления по подошве фундаментов в местах, где ос­нование испытывает большие деформации, и передаче этого давления на участки, где де­формации меньше. Армирование фундаментов кладки стен.

Вопрос 37. Факторы, влияющие на тип и глубину заложения фундаментов. Основная задача при выборе типа и глубины заложения подошвы фундаментов состоит в решении вопроса о несущем слое грунта, который совместно с подстилающими слоями обеспечивал бы при деформации грунтов развитие не­равномерности осадки в пределах допустимых значений. Решая эти вопросы, учитывают три основных фактора:1)инженерно-геологические условия площадки строит­-ва;2) климатические воздействия на верхние слои грунта;3) особенности возводимых и соседних сооружений. Обычно намечают несколько вариантов решения поставленной задачи и на основе технико-экономического их сравнения окончательно выбирают тип и глубину заложения подошвы фундамента. Для всех вариантов, кроме отброшенных определяют приведенные затраты на устройство фундаментов (например, на армирование кладки или на устройство осадочных швов). В некоторых случаях приходится учитывать стоимость послеосадочного ремонта, а также расходы, связанные с остановкой производства. Иногда дополнительно учитывают выполнимость работ в зимнее время, возможность возведения фундаментов в сжатые сроки и т. п.

Влияние ИГУ на тип ф-та и глубину заложения. Каждая площадка строительства обладает сугубо индивидуальным на­пластованием грунтов. Для схематизации все грунты делят на две условные категории слабые и надежные.

Слабыми называют грунты, если использование их в ка­честве основания при устройстве фундаментов в открытых кот­лованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения.

Надежными называют грунты, которые обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения. Схема 1. С поверхности на большую глубину залегают на­дежные грунты. Толща их может состоять из нескольких слоев. Строительные качества грунтов всех подстилающих слоев не ниже качества грунтов верхнего слоя толщи. Решением - принятие минимальной глубины заложения подошв фундаментов, допускае­мой при учете климатических воздействий и особенностей со­оружения. Схема II. С поверхности на некоторую глубину залегают один или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых рас­полагается толща надежных грунтов. Простейшим решением является прорезка слабых грунтов и передача нагрузки на слои надежных грунтов. При высоких качествах надежного грунта сооружение можно опереть на столбы или сваи. Сваи при этом могут иметь различную длину в зависимости от каче­ства надежных грунтов. Слабые грунты могут быть уплотнены, заменены или закреп­лены. Схема III. На некоторой глубине слоистой толщи залегает один или несколько пластов слабых грунтов. При напластовании грунтов по схе­ме III верхний слой надеж­ного грунта можно использовать в качестве распределительной подушки или закрепить только слой слабого грунта. В лияние климат. факторов на глуб. заложения. Для определения возможности промерзания грунтов под фундаментами необходимо прежде всего знать нормативную глубину промерзания df._n, принимаюмую по карте СНиП, или по формуле М- коэффициент, равный сумме абсолютных среднемесяч. отриц. Температура зимний период в районе строительства; d-глубина промер при М=1, d глин и суглин=23 см, 28 см- супесей и песков пылеватах и мелких, 30 см-для песков средней крупности, крупных и гравелистых, 34 см-для крупно-обломочных.

где к,, — коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен; y_с — коэффициент условий работы, учитывающий изменчивость климата в районе строительства. При рассмотрении вариантов фундаментов составляют эскизы наиболее реальных вариантов, отбрасывают наиболее неприемлемые из них, рассчитывают отобранный вариант и производят технико-экономическое сравнение вариантов

Вопрос 38 От какого давления рассчитывается осадка основания под фундаментом. Запишите формулу для его определения. Как запроектировать фундамент на сжимаемом основании с теоретической осадкой равной нулю.

П ри расчете осадки фундамента методом послойного сумми­рования сначала находят дополнительное среднее давление ро, распределенное по подошве фундамента:

Где Р_Ш— среднее давление по подошве фундамента от нагрузок, учитывае­мых при расчете по деформациям; σ zg.0— природное напряжение на уровне подошвы фундамента; у — удельный вес грунта в пределах глубин заложе­ния фундамента от природного рельефа d_n

Вопрос39.Расчетное сопротивление грунта и опытное его определение. Расчетное сопротивление грунта-это та предельная нагрузка допускаемая на грунт, при котором зоны пластичных дифформаций под подошвой ф-та развиваются на глубину не превышающую 1/4 ширины подошвы ф-та.

где yci и ycs — коэффициенты условий работы соответственно основания и сооружения во взаимодействии с основанием; k — коэффициент; k = 1, фп и ch определены испытаниями; k = 1,1; My, М_ч, М_с — коэффициенты, зависящие от расчетного значения угла внутреннего трения фп; k_z — коэффициент: k_z = 1 принимается при b ^ 10 м; k_z =' = (z₀/b)+0,2 при b > 10 (здесь z₀ = 8 м); b— ширина подошвы (меньший размер) фундамента, м; yii ^и" yii- расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже* подошвы фундамента и в преде­лах глубины заложения фундамента, кН/м³; di — глубина заложения фун­дамента от пола подвала; при отсутствии пола подвала —от планировочной поверхности, м; db, — глубина подвала, считая от планировочной отметки, по не более 2 м (при ширине подвала больше 20 м принимается йъ = 0); Сц — расчетное значение удельного сцепления, кПа.

Вопрос 40. Эпюра напряжений грунта при внецентренной нагрузке, если эксцентриситет равнодействующей е=b|6 и е>b/6.

b и l - ширина и длина подошвы фундамента.

-эксцентриситеты относительно ширины и длины подошвы фундамента

е – эксцентриситет равнодействующей внешней нагрузки относительно центра тяжести подошвы фундамента