14 Вопрос. Конструктивные мероприятия по уменьшению неравномерных осадок сооружений. Расчет жеских фундаментов по несущей способности оснований. Конструирование фундаментов.

Мероприятия:

1. Уменьшение давления, увеличением опорной площади

2. Устройство плавающего фундамента

3. Устройство поясов жесткости по фундаменту

4. Применение гибких конструктивных схем

5. Медленно твердеющий известковый раствор (в кирпичной кладке, для снижения усилий)

6. Устройство деформационных и осадочных швов

7. Устройство общих фундаментов (вместо отдельностоящих)

8. Дополнительный запас прочности и армирования (при недостатке информации об основании)

9. Строительный подъем (учитывает возможную усадку)

10. Цементирование основания

Расчет оснований по несущей способности (для фаз OA, АБ, начало БВ) выполняют через определение требуемой площади подошвы фундамента по следующей формуле:

S>γnF/γ_cR_o,  где

S  – площадь подошвы фундамента (см²);

F  – расчетная нагрузка на основание (общий вес дома, в том числе фундамент, полезная нагрузка, снеговой покров…) (кг);

γn = 1,2 – коэффициент надежности;

γ_c –  коэффициент условий работы

R_o- расчетное сопротивление грунта

где F — равнодействующая расчетной нагрузки на основание;

γ_с— коэффициент условий работы;

F_u — сила предельного сопротивления (равнодействующая предельной нагрузки) основания;

γ_n— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

15 Вопрос. Основные положения проектирования гибких фундаментов. Конструктивные решения. Теоретические предпосылки расчета гибких фундаментов как конструкции на сжимаемом основании.

При расчете гибких фундаментов совместно с грунтовым основанием применяются две теории:

• теория местных упругих деформаций, основанная на гипотезе Винклера-Циммермана

• теория общих упругих деформаций, основанная на гипотезе упругого полупространства.

Теория местных упругих деформаций основана на гипотезе прямой пропорциональности между давлением и местной осадкой:

где s - упругая осадка грунта в месте приложения давления интенсивностью p в рассматриваемой точке;

k_s -коэффициент упругости основания, именуемый "коэффициентом постели".

Осадка поверхности основания возникает только в месте приложения давления p и поэтому модель грунта можно представить в виде совокупности отдельно стоящих пружин.

В действительности на реальном грунтовом основании понижение поверхности наблюдается и за пределами нагруженного участка, образуя упругую лунку. Кроме того, коэффициент постели не учитывает размеров подошвы фундамента и не является постоянной величиной для данного грунта. Как показали исследования, данная гипотеза дает достаточно достоверные результаты для слабых грунтовых оснований.

Рис.Ф.12.6. Деформация поверхности грунта основания: а - по теории местных упругих деформаций; б - по теории общих упругих деформаций

Гибкие фундаменты - это фундаменты, деформации изгиба которых имеют тот же порядок, что и осадки этого же фундамента.

∆ S(см) ≈ f(см)

 При расчете гибких фундаментов необходимо решать задачу о взаимодействии фундаментной конструкции и сжимаемого основания.

Установление зависимости между реактивным давлением и перемещением основания.

Гибкие фундаментные конструкции подразделяют на балки и плиты. Балками принято называть конструкции, у которых отношение длины к ширине больше или равно 7; если это отношение меньше, то их называют плитами.

Пример упрощенного расчета гибкого фундамнта ( с линейным распределением реактивного давления):

 Требуется определить ориентировочную высоту прямоугольной балки, на которую симметрично опираются две колонны. Размеры балки и схема сил показаны на рис. 3, а. Ширина балки b=1 м.

Из условия линейного распределения реактивных давлений грунта получим прямоугольную эпюру контактных напряжений (см. рис. 3, б) с ординатойр, равной:

 Имея схему нагрузок и эпюру реактивных давлении, рассчитываем эпюру моментов (см. рис. 3, в). Максимальный момент под силой будет равен:

Из условия максимального момента определим ориентировочную высоту железобетонной балки. Примем бетон марки 200 и процент армирования m = 2,5:

где h₀ — полезная высота балки, которую можно принять за полную высоту, учитывая относительно большую толщину балки; r — коэффициент, зависящий от процента армирования, марки бетона и типа арматуры; в данных условиях r — 0,173; m — коэффициент условий работы конструкции; примем его равным 1,25.

Рис. 3. Схемы к примеру 1 расчета прямоугольной балки: а — расчетная схема; б — эпюра реактивного давления; в — эпюра моментов.

 

Найдем толщину балки:

Аналогично определяется ориентировочная толщина плит. Ориентировочное определение размеров гибкой фундаментальной конструкции позволяет перейти к уточнению размеров и процента армирования конструкций. Для этой цели может быть использована достаточно хорошо разработанная теория балок и плит, лежащих на сжимаемом основании.