6. Определение глубины заложения плитных фундаментов мелкого заложения.

Глубина заложения фундаментов определяется в зависимости:

• от инженерно-геологических условий площадки строительства;

• глубины промерзания верхних слоев грунта;

• особенностей возводимого сооружения и близлежащих сооружений;

• конструктивных особенностей фундаментов.

Фундамент должен быть заглублен в более прочные слои на 0,1÷0,5 м.

Нормативная глубина сезонного промерзания d_fn определяется как средняя величина ежегодных максимальных глубин промерзания, за период наблюдения не менее 10 лет, на открытой горизонтальной площадке при отсутствии грунтовых вод. Такие наблюдения выполняются метеорологическими станциями.

Расчетное значение сезонного промерзания (d_f ) определяется с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения (k_h):

Величина k_h – принимается по СНБ в зависимости от:

• расчетной температуры эксплуатации здания;

• конструкций пола.

7. Определение размеров плитной части фундаментов. Расчетное сопротивление грунтов.

Размеры подошвы плитных фундаментов назначаются, исходя из условий:

• P  R,

• 

Задача по определению размеров фундамента через расчетное сопротивление R не является замкнутой. R –зависит от b

Данная задача решается двумя методами:

• методом последовательных приближений;

• графоаналитическим методом.

Метод последовательных приближений:

В этом случае в зависимости от типа грунта и его прочностных свойств принимается ориентировочное значение расчетного сопротивления R₀.

Т ребуемая площадь подошвы фундамента в первом приближении находится из выражения:

γ - осредненное значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах принимаемое равным 20кН/м3.

Для найденного значения b, определяется расчетное сопротивление грунта R .

Если условие выполняется в пределах 5÷10%, то переходят к расчету основания по II группе предельных состояний. Если нет, то уточняют размеры фундамента и расчет повторяют.

Графический метод

Данный метод позволяет определить размеры подошвы фундамента на пересечении графиков зависимостей р(b), R(b).

р (b) – функция изменения давления грунта на уровне подошвы фундамента определяемая из выражения:

В ес фундамента в этом случае допускается определять упрощенным методом по формуле:

где γ_m – осредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах;

d – глубина заложения фундамента от уровня планировки.

Расчетное сопротивление R(b) определяется при различных значениях b.

Так как зависимость R(b) при ширине фундамента b < 10м практически линейная, достаточно найти 2 точки.

8. Определение осадки плитных фундаментов мелкого заложения методом послойного суммирования.

Осадку основания определяем методом послойного суммирования – как сумму осадок элементарных слоев грунта в пределах сжимаемой толщи в следующей последовательности:

Разбивку основания на элементарные слои выполняем с учетом следующих требований:

− толщина элементарного слоя принимается в пределах 0,2 – 0,4 ширины фундамента, но не более1м;

− физико-механические свойства грунта в пределах элементарного слоя не должны изменяться.

_{Толщину элементарного слоя принимаем так, чтобы} была кратной 0,4:

Величина природного давления определяется по формуле:

Значения эпюры дополнительного давления под центром подошвы фундамента FL, на границах инженерно-геологических элементов и на уровне грунтовых вод WL.

При этом необходимо учитывать, что:

−эпюра природного давления находится от уровня естественного рельефа NL (при планировке территории насыпкой или срезкой до 3м);

− для водопроницаемых грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод, удельный вес грунта принимается с учетом взвешивающего действия воды;

− на границе водопроницаемых грунтов с водоупором (глины и суглинки (кроме лессовых)) значение изменяется скачкообразно.

−найденные значения эпюры природного давления наносятся на расчетную схему.

З начение эпюры дополнительного давления под центром подошвы фундамента определяется по формуле:

где: – коэффициент рассеивания

P₀ − природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.

Границу сжимаемой толщи ВС при расчете осадки методом послойного суммирования ограничивают глубиной, на которой дополнительное напряжение ( ) составляет не более 20%от природного ( ).

Р асположение границы сжимаемой толщи определяется графически на пересечении эпюры и эпюры .

Осадка основания :

– безразмерный коэффициент, равный 0,8;

–среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полу сумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

9. Конструкции на упругом основании. Основные допущения и положения расчета в плоской постановке задачи. Идеализированная модель грунтового основания Винклера. Дифференциальное уравнение изогнутой оси. Эпюры распределения отпора грунта, моментов и перерезывающих сил бесконечной по длине балки на упругом основании под действием сосредоточенной силы.

Типы фундаментов по жесткости:

• абсолютно жесткие

• конечной жесткости

• абсолютно гибкие

Фундаментные конструкции, собственные деформации которых сопоставили с деформациями основания рассчитываются как конструкции лежащие на упругом основании.

При расчете таких конструкций необходимо определить:

• контактное давление по подошве фундамента (реакция грунта φ(x)),

• внутренние усилия в конструкциях фундамента (М(x), Q(x)).

Основные положения расчета: на балку шириной b, длиной 2а, лежащую на грунтовом основании, действует полосовая нагрузка интенсивностью p

Допущения:

• При деформировании полосы отрыв полосы от грунтового основания не происходит и справедливо следующие соотношение:

Wп – прогиб полосы;

Wо – осадка основания.

• Допустима гипотеза плоских сечений при изгибе полосы (сечения плоские до деформирования полосы остаются плоскими и после деформирования).

Наиболее широко в практике проектирования применяют:

• модель Винклера;

• модель линейно-деформируемого полупространства

М одель Винклера:

Осадка W(x), прямопропорциональна величине приложенной силе, т.е. интенсивности нагрузки φ(x).

k – коэффициент пропорциональности, в механике грунтов называемый коэффициентом постели

Физический смысл величины k

при b=1м, и W(x)=1, φ(x)=k.

k – это величина давления на грунт при котором основание шириной 1м деформируется на величину = 1м.

k – [МПа/м]

Однородное дифференциальное уравнение, решение которого лучше искать в виде:

Эпюры: