67. Граничні стани основ. Збір навантажень на основу фундаменту.
Граничними станами наз такі стани, при яких вона тратить свою несучу здатність або перестає задовольняти своє призначення через недопустимі деформації. Розрізняють 2 види граничних станів основ:
Втрата основою несучої здатності
Поява деформацій, тобто осадок, недопустимий для споруд.
Розрахунок основ за несучою здатністю зводиться до виконання умови Fv≤R(Fu); де Fu –навантаження на основу від споруди. R – несуча здатність основи, яка виражається у розрахунковому опорі грунту основи.
Розрахунок за 1 граничним станом відповідає другій стадії д-ції грунту (стадії випирання).
Розрахунок за 2 станом – лінійній стадії.
Нормативні і розрахункові величини грунтів.
Визначаючи хар-ки грунтів в лаб умовах чи польових випробування, треба враховувати відмінність і неоднорідність досліджуваних об’єктів. В результаті дослідження за декількома дослідами однієї і тієїж речовини ми одержимо різні дані, тобто дослідження пов’язані з певною похибкою. Для використання в розрахунках використовують якусь усереднену величину, яка наз. нормативним значенням показників.
Для врахування неоднорідності або відхилення від середнього використовують коеф надійності за грунтом γg
Надійність розрахункового показника встановлюється за довірливою імовірністю α що задається: наприклад в розрахунках за 1 гр ст. – α1=0,95, що показує, в 95 випадках із 100 істинне значення і розрахункове значення будуть співпадати.
2 гр ст. – α11=0,85 що відповідно гарант в 85 вип із 100 істинне і розр значення співпадає.
Розрахункові значення кар-к грунтів відповідно для велечин
С – С1, С11 – питоме зчеплення
φ – φ1 , φ11 – кут внутрішнього тертя
γ – γ1 γ11 – питома вага грунту
Збір навантаження на основу фундаменту.
На фундамент передаються такі види навантажень і їх сполучення
Постійні
Змінні (тривалі, короткочасні,епізодичні).
Збір навантаження на фундамент проводиться за підрахунком навантаження від ваги конструкцій та тимчасових чи особливих навантажень. Навантаження збираються на рівень обрізу фундаменту, тобто до рівня планувальної поверхні.
Для збору навантаження необхідно розробити схему будівлі з відповідними розмірами і фізичними показниками. Навантаження збирають окремо від різних частин будинку, які моють суттєві конструкційні відмінності. Навантаженя збирають в двох варіантах з коефіцієнтами надійності γf =1 і γf >1 . Розрахунок для стрічкових фундаментів ведуть на 1 м.п.
68.Нормативний та розрахунковий опір ґрунтів основи. Визначення розмірів фундаментів. Метод послідовних наближень.
Розрахунковим опором Rn називається величина тиску, який може витримати основа.
Rn≤ P
Однак, самої умови недостатньо, оскільки основа знаходиться в системі разом з будівлею. Тому розрізняють R0 – розрахунковий опір грунтів основи, що враховує стійкість і міцність всіх об’єктів системи будівля-основа. Значення R0 відноситься до умовного фундаменту глибиною d0=2м і шириною b0=1м.
Якщо середній тиск не перевищує нормативного, то грунт знаходиться в стійкому стані і деформації з часом затихають. Таким чином,розрахунковий опір грунту характеризує рівень напруження в грунті, при якому основа є лінійно-деформованою. Відповідні значення R0 даються в таблицях.
Розрахунок розмірів фундаментів.
1)Визначення величини F.
Вона визначається на основі нормативних документів.
Розрізняють навантаження механічної і немеханічної природи, які забезпечують можливість наступних розрахунків і перевірку міцності і стійкості, перевірку жорсткості і деформативності при експлуатації. Нормативні значення величин виражаються через їх характеристичні значення, а відповідні розрахункові значення отримують як добуток нормативного значення на коефіцієнт надійності за навантаженням γf
Х=Хn * γf
Для розрахунку за першим граничним станом (за несучою здатністю) використовують граничні розрахункові значення. Для розрахунку за другим граничним станом використовують експлуатаційні розрахункові значення.
XІІ=Хn* γf γf=1
Граничні значення:
ХІ= Хn* γf γf=1,1-1,2
До постійних навантажень відносять вагу споруд, несучих і огороджувальних конструкцій, вагу і тиск грунтів.
Змінні довготривалі включають вагу тимчасових перегородок і під бетонок під обладнання, вага стаціонарного обладнання, снігові навантаження з квазіпостійними розрахунковим навантаженнями, навантаження на перекриття від людей, приладів.
Змінні короткочасні – навантаження при пуско-наладочних роботах, від обладнання, людей, транспорту, снігове навантаження з експлуатаційними або граничними навантаження, вітрові.
Епізодичні – сейсмічна дія, вибуху,зміна структури грунтів.
Сполучення навантажень.
Формується як набір розрахункових значень, які використовуються у певному граничному стані або в розрахунковій стадії.
Одночасно всі навантаження не проявляються. Для врахування цього використовують коефіцієнти сполучення навантажень, що враховують імовірність одночасної реалізації декількох навантажень.
Д
ля
житлових, громадських чи наукових
установ:
А>9м2
А – площа приміщень
m – кількість перекрить вище обрізу фундаменту
А>36м2
Метод послідовних наближень.
Полягає в розрахунку розмірів фундаменту, що представляють собою нульове наближення з подальшим використанням формули для уточнення величини R згідно норм.
γс1, γс2 – коефіцієнт умов роботи грунтової основи і будівлі відповідно.
k – коефіцієнт, що враховує спосіб визначення характеристик грунту
k=1 для грунтів, характеристик яких визначаються безпосередньо під час випробувань
k=1,1 за таблицями
Мγ, Мg, Мс – визначаються згідно таблиці і залежать від кута тертя φІ,
kz – коефіцієнт, що залежить від розміру підошви фундаменту
kz=1 якщо b<10м
якщо
b>10м
– питома
вага грунтів нижче і вище підошви
фундаменту відповідно
СІІ – питоме значення
d1 – розрахункова глибина закладання фундаменту
Для будівель з підвалом визначають d1(b)
db – розрахункове значення глибини підвалу. Для без підвальних приміщень d1 приймають від планувальної відмітки до підошви фундаменту. З підвалом
hc – товщина підсипки
hcf – товщина підлоги в підвалі
γсf – питома вага конструкцій підлоги при коефіцієнті надійності γG=1
Для будівель шириною В<20м, якщо d1(b)<d, то db приймають віддалі від нульової поверхні до рівня підлоги підвалу. В>20м або d1(b)>d то db=0