24. Расчет размеров внецентренно нагруженных фундаментов.

Внецентренно на­груженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Такое нагружение фундамента является следствием пе­редачи на него момента или горизонтальной составляющей нагруз­ки либо результатом одностороннего давления грунта на его боко­вую поверхность, как, например, у фундамента под наружную стену заглубленного помещения.

При расчете давление по подошве внецентреного нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения ори действии момента сил относительно одной из главных осей определяют по формуле (5.7), как для случая внецент-ренного сжатия. Подстановкой значений А=lb,W=bh²/6 и М=Nе формула приводится к следующему более удобному для рас­чета виду:

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах;

А — площадь подошвы фундамента;

е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;

b- размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

Как правило, размеры по­дошвы фундамента стараются по­добрать таким образом, чтобы эпюра была однозначной, т. е. чтобы не было отрыва подошвы фундамента от основания. В про­тивном

случае в зазор между по­дошвой и грунтом может проник­нуть вода, что нежелательно, поскольку это может привести к ухудшению свойств грунтов ос­нования. Исключение допускается для фундаментов в стесненных условиях, когда отсутствует возможность развить их в нужном направлении, и для фундаментов, нагруженных знакопеременными момента­ми, когда нельзя подобрать размеры и форму подошвы, по которой действовали бы толь­ко сжимающие напряжения. Поскольку при внецентренном нагруженни относительно одной из центральных осей ма­ксимальное давление действует только под краем фундамента, при подборе раз­меров подошвы фундамента его допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т. е. p_max<1.2R. Одновременно среднее давление по подошве фундамента, опре­деляемое как р =N/A, должно удовлетворять условию (10.3).

В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внеш­них сил смещена относительно обеих осей инерции прямоугольной подошвы фундамента, как это показано на рис. 10.14, давление под ее угловыми точками находят по формуле -

Поскольку в этом случае максимальное давление действует то­лько в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение, удовлетворяло условию p_max<1,5R

На практике задачу подбора размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента решают следующим образом. Сначала принимают, что действующая нагрузка приложена центрально, подбирают соответствующие размеры подошвы, а затем уточняют их расчетом на внецентренную нагрузку, со­блюдая изложенные выше требования .При этом иногда смещают подошву фун­дамента в сторону эксцентриситета так, чтобы точка приложения равнодействующей всех сил совпадала с центром тяжести подошвы фундамента .

25. Расчет осадок фундаментов мелкого заложения: основные методы

Метод послойного суммирования. В наиболее простой постановке осадка находится только от одних вертикальных напряжений, действующих в основании по оси, проходящей через середину фундамента.

Напряжение в грунте от местной нагрузки рассеивается в пределах основания и с глубиной ин­тенсивность его уменьшается.. Вследствие посте­пенного изменения напряжений но глубине основания его толщу можно разбить на ряд слоев и в каждом из них определить на­пряжение. Это и принято в методе послойного суммирования. При расчете сначала находят дополнительное среднее давление р0, распределенное по подошве фундамента где рп — среднее давление по подошве фундамента от нагрузок, учитывае­мых при расчете по деформациям; ozg 0 — природное напряжение на уровне подошвы фундамента; Y — удельный вес грунта в пределах глубин заложе­ния фундамента от природного рельефа d,,.

Установив величину р₀, строят эпюру дополнительных верти­кальных напряжений в грунте σ_zp. Эпюру строят по точкам, для чего толщу грунта ниже подошвы фундамента делят на элементарные слои. По нормам толщина элементарных слоев не должна превышать 0,4 ширины или диаметра подошвы фундамента.

В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения: грунт представляет собой сплошное, изотроп­ное, линейно-деформированное тело; осадка обусловлена действием только напряжения 0zp, остальные пять компонентов напряжений не учиты­ваются; боковое расширение грунта в основании невозможно; напряжение определяется под центром подошвы фундамента; при определении напряжения различием в сжимаемости грунтов отдельных слоев пренебрегают; фундаменты не обладают жесткостью; деформации рассматриваются только в пределах сжимаемой толщи мощностью ;

Метод эквивалентного слоя. В этом методе пространственная задача расчета осадок сводится к эквивалентной одномерной, осадка определяется с учетом жесткости и формы подошвы фун-дамента и трех составляющих нормальных напряжений (σ_z, σ_х, σ_y) в предположении, что основание является линейно деформируемым телом. Максимальную и среднюю осадки гибкого и осадку жесткого фундамента определяют по формуле: s=p_oh_эm_v. Грунт рассматриваемого слоя представляет собой линейно деформируемое тело; деформации в слое грунта развиваются под действием всех компонентов напряжений; осадка фундамента равна средней осадке поверхности слоя грунта, развивающейся под действием местной равномерно рас­пределенной нагрузки; фундамент не обладает жесткостью; распределение напряжений в слое грунта соответствует за­даче однородного полупространства, а жесткость подстилаю­щего слоя учитывается поправочным коэффициентом

Учет влияния соседних фундаментов. Если в непосредст­венной близости от рассчитываемого фундамента располагается еще один или несколько фундаментов, то может оказаться, что загружеиие соседних фундаментов приведет к увеличению осадки рассчитываемого фундамента. Задачу учета влияния соседних фун­даментов наиболее просто можно решить, если применить метод эквивалентного слоя для угловой точки загруженной площади.