Лабораторная работа № 5 Определение напряжений от равномерно распределенной нагрузки
Цель работы: определение характера распределения напряжений под фундаментом.
Исходные данные: размеры фундамента (b – ширина, м; l – длина, м); d – глубина заложения фундамента, м; Р - величина давления на подошве фундамента, кПа; - удельный вес грунта выше подошвы фундамента, кН/м3. Значение во всех вариантах принять равным = 17 кН/м3; x1 и x2 – соответственно последняя и предпоследняя цифры зачетной книжки студента.
b = 1+ 0,1∙x1x2 |
Р = 200 + x1x2 |
l = 2+ 0,1∙x1x2 |
= 17 кН/м3 |
d = 1+ 0,1∙x1 |
|
Необходимо определить напряжения в грунте для следующих точках, расположенных на глубине z от подошвы фундамента:
1) для центральной точки – точки, лежащей на оси, проходящей через центр подошвы фундамента;
2) для угловых точек – точек, расположенных по краям фундамента.
Содержание работы
Давление на основание, передаваемое по подошве фундамента, распространяется в грунте во все стороны, постепенно уменьшаясь. Рассмотрим случай, когда фундамент передает на основание давление от равномерной силы Р (кПа), центр тяжести которого N проходит через центр подошвы (рис. 8).
Рис.8 — Схема действия сил от равномерной нагрузки
Наибольшие нормальные напряжения (zp) возникают по вертикальной оси z, проходящей по центру подошвы фундамента. По мере увеличения глубины они постепенно уменьшаются по величине. Расчет напряжений для точек, расположенных под центром загруженной площади, производится по формуле:
σzp = αP0, (25)
где – коэффициент рассеивания;
Р0 – осадочное давление на подошве фундамента, кПа, равное
Р0 = P - d, (26)
где – удельный вес грунта выше подошвы фундамента, кН/м3;
d – глубина заложения фундамента, м.
Для определения вертикальных напряжений в любой точке основания, в том числе за пределами проекции площади нагружения, применяется метод угловых точек.
Напряжение под угловыми точками фундамента вычисляется по формуле
σzp = 0,25α´P0. (27)
Значения коэффициентов α и α´ принимаются по таблице СНиП 2.02.01-95 (см. приложение 4, табл. П.1) в зависимости от соотношений =2z/b и =l/b при нахождении коэффициента α и соотношений =z/b и =l/b при нахождении коэффициента α´, где z – глубина, на которой определяются напряжения, b и l – ширина и длина подошвы фундамента. Для промежуточных значений и коэффициенты α и α´определяют интерполяцией.
Порядок выполнения работы
Студенты получают индивидуальные задания, состоящие из размеров фундамента (b, l, d) и величины давления на подошве (Р). Значение удельного веса () назначается преподавателем. Определение напряжений производится в точке или линии, указанной преподавателем.
Пример расчета
Исходные данные: Р=300 кПа, b=2,0 м, l=3,0 м, d=1,8 м. Необходимо определить вертикальные напряжения на линии, расположенной на глубине z=1,0 м от подошвы фундамента и напряжения по вертикальной оси z в точках с шагом 0,5м, на глубину 4м.