Вопрос №4. Основы проектирования фундаментов по предельным состояниям. Предельное состояние оснований по прочности/устойчивости
По первому предельному состоянию расчет необходимо производить только в следующих случаях:
1) Если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, в том числе сейсмические.
2) Сооружение расположено на откосе или вблизи откоса.
3) Сооружение расположено на медленно уплотняющихся водонасыщенных грунтах.
4) Основание сложено скальными грунтами.
5) При анкерных фундаментах.
Считается, что в остальных случаях оценка оснований по второму предельному состоянию ограничит нагрузки и они будут существенно меньше, чем мы получили бы от использования условия первого предельного состояния. Оценка сооружений на невозможность их опрокидывания является также оценкой по первому предельному состоянию.
Расчет
сводится к назнач-ю таких размеров
подошвы фунд / сооруж-я, при кот. от самых
невыгодных комбинаций нагр обеспеч-ся
устойчивость основ-я. Произв-ся из усл-я:
, где F
- расчетная нагрузка на основание
(опр-ся статическ. расчетом), - сила
предельного сопр-я основ-я (опр-ся
методами теории предельн равновесия
гр);
- коэфф-т усл-й раб;
- коэфф-т надежности по назнач-ю.
Левая часть учит-т специфику проектир-х зд-й, особ-ти действующ. нагр, эпюры контактных давлений. Правая часть учит-т особ-ти естесств. оснований, нагруженное состояние гр, прочностн. св-ва отд-х слоев, их возможн. изм-я.
Устойчивость основ-й обеспеч-ся < предельной нагр на гр до безопасной, для чего ввод-ся коэфф-ты, уменьшающ несущ способн-ть по сравн с действит.
По первому предельному состоянию расчет необходимо производить только в следующих случаях:
1) Если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, в том числе сейсмические.
2) Сооружение расположено на откосе или вблизи откоса.
3) Сооружение расположено на медленно уплотняющихся водонасыщенных грунтах.
4) Основание сложено скальными грунтами.
5) При анкерных фундаментах.
Считается, что в остальных случаях оценка оснований по второму предельному состоянию ограничит нагрузки и они будут существенно меньше, чем мы получили бы от использования условия первого предельного состояния. Оценка сооружений на невозможность их опрокидывания является также оценкой по первому предельному состоянию.
Вопрос №5. Определение размера подошвы центрально-нагруженных фундаментов на естественном основании. Графический способ определения ширины подошвы фундамента.
Форма ф-та бывает любая (круглая, кольцевая, многоугольная, квадратная, прямоугольная, ленточная, табровая, крестообразная и более сложная форма), но, как правило, она повторяет форму опирающейся на нее конструкцию.
Площадь подошвы предварительно может быть определена из условия:
PII ≤ R, где
PII – среднее давление под подошвой фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям;
R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по формуле СНиП.
Рис. 10.12. Расчетная схема центрально нагруженного фундамента.
Реактивная эпюра отпора грунта при расчете жестких фундаментов принимается прямоугольной. Тогда из уравнения равновесия:
Сложность в том, что обе части выражения содержат искомые геометрические размеры фундамента. Но в предварительных расчетах вес грунта и фундамента в ABCD заменяют приближенно на:
,
где γm – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах; γm=20 кН/м3;d – глубина заложения фундамента, м.
А - необходимая площадь подошвы фундамента.
Отсюда определяем b(в зависимости от формы фундамента, для ленточного берется площадь на 1 п.м.)
После предварительного подбора ширины подошвы фундамента b=f(Ro) необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта – R=f(b, φ, c, d, γ).
Зная точное R. Снова определяют b. Действия повторяют, пока два выражения не будут давать одинаковые значения для R и b.
После того. Как был подобран размер фундамента с учетом модульности и унификации конструкций проверяют действительное давление на грунт по подошве фундамента.
Рис.
Чем ближе значение PII к R, тем более экономичное решение.
Этой проверкой мы проверяем возможность расчета по линейной теории деформации грунта.
