2 Распределение напряжений под подошвой фундамента
При проектирование оснований и фундаментов воздействия между ними и их взаимное влияние друг на друга оценивают с помощью контактных давлений, возникающих в грунтах под подошвой фундамента. Эти давления зависят от напряжения в основании, интенсивности и условий приложения нагрузки и жёсткости конструкции.
В результате будет формироваться, так называемая чаша оседания (рисунок 8).
Рисунок 8 - Чаша оседания
При передаче давления на грунт основания через подошву жесткого фундамента осадка основания под ним будет равномерной, но в этом случае равномерность осадки вызывает неравномерное распределение давления. При этом давление определяется по формуле:
Р=рср/2
2
где рср -среднее давление под подошвой штампа;
ч- расстояние от оси симметрии;
R- радиус подошвы фундамента.
Анализируя эту формулу можно сделать вывод, что под центром штампа давление будет минимальным, а по краям - бесконечно большим, но грунты основания не могут воспринимать бесконечно большие напряжения, поэтому в реальных условиях по краям штампа напряжение будет всегда иметь конечное значение [4].
Рисунок 9 – Эпюры давления при работе грунта под нагрузкой
При возрастании внешней нагрузки, когда напряжение по краям штампа превышает сопротивление грунта сдвигу, в этих зонах будут образовываться пластические деформации, эпюра приобретает седлообразное очертание (рисунок 9, кривая 2).
По мере дальнейшего возрастания нагрузки, приближающиеся к предыдущей эпюре давления, она приобретает колоколообразное очертание (рисунок 9, кривая 3).
Следовательно, очертание эпюры давления под подошвой фундамента зависит от дальнейшей нагрузки и развития зон пластических деформаций в грунте.
В практических расчетах при действии центрально - приложенной нагрузки, давление под подошвой фундамента условно усредняют и считают его равномерно - распределенным (рисунок 9, линия 4).
Осреднение давления по подошве фундамента и принятие допущения о его линейном распределении оправданы для расчёта оснований и подбора размеров фундаментов, имеющих относительно высокую жёсткость. Для расчёта и проектирования гибких фундаментов, имеющих сравнительно небольшую жёсткость, следует учитывать очертание эпюры контактных давлений, так как в данном случае осреднение давления приведёт к большим погрешностям в расчётах [4].
Вопросы для самоконтроля
1 Какие явления в грунтах называются консолидацией и ползучестью?
2 Перечислите виды прочности грунтов оснований.
3 Какие фазы НДС соответствуют нормальной работе грунта?
4 Какие последствия могут произойти на стадии выпора грунта?
5 Что необходимо учитывать при расчёте и проектировании гибких фундаментов?
Раздел 2 Распределение напряжений в грунтах и расчёт оснований
Тема 2.2 Расчет оснований фундаментов по предельным состояниям
Вопросы