5.2. Расчетные схемы оснований

Согласно [12], при выборе расчетной схемы системы «сооружение – основание» следует учитывать:

- статическую схему сооружения; 

- особенности его возведения;

- геологическое строение территории; 

- свойства грунтов основания;

- возможности применения грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения,

и другие факторы, определяющие напряженное состояние и деформации основания и сооружения.

Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материала и грунтов.

Расчетная схема системы «сооружение – основание» в упрощенном виде должна отражать геометрическую схему конструкции, свойства материалов и грунтов, характер взаимодействия конструкции с основанием и схематизировать возможные предельные состояния.

Выбор расчетной схемы основания зависит от вида предельного состояния, цели расчета, вида учитываемых воздействий и разработанности методов расчета.

Для расчета деформаций оснований обычно используется расчетная схема основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины.

 Для расчета сооружений на сжимаемом основании также могут применяться расчетные схемы, характеризуемые коэффициентом постели или коэффициентом жесткости. Такие схемы позволяют учитывать неоднородность грунтов основания, в том числе при замачивании просадочных грунтов.

В расчетах конструкций пространственно жестких сооружений во взаимодействии со сжимаемым основанием рекомендуется учитывать нелинейность деформирования грунтов. При этом допускается использовать упрощенные методы,  в которых фундаменты сооружения заменяются нелинейно-деформирующимися опорами. 

П р и м е р 18. Каркасно-панельное здание повышенной этажности имеет фундамент в виде коробчатой железобетонной плиты (рис. 8). Здание проектируется на площадке со слоистым залеганием грунтов. В верхней зоне основания залегают слабые, деформируемые грунты, подстилающий слой представлен прочными грунтами.

Рисунок 8. Здание повышенной этажности с фундаментами в виде сплошной плиты на основании с переменной сжимаемостью по глубине. 

При расчете несущих конструкций здания на ветровые нагрузки в качестве расчетной схемы принимается многоэтажная рама с жесткой заделкой стоек в уровне верха фундаментной плиты. Для определения усилий в фундаментной конструкции расчетная схема принимается в виде плиты конечной жесткости на линейно-деформируемом слое. При вычислении крена плиты ее жесткость можно принять бесконечно большой. При определении средней осадки плиты и при расчете несущей способности основания допускается пренебречь жесткостью плиты и считать давление на основание распределенным по линейному закону.

П р и м е р 19. Панельный жилой дом большой протяженности на неоднороном основании (рис. 9).

Рисунок 9. Протяженное здание с ленточными фундаментами на основании с переменной сжимаемостью в плане

Для расчета конструкций протяженного крупнопанельного жилого дома, имеющего в основании напластование грунтов с ярко выраженной неравномерной сжимаемостью целесообразно принять расчетную схему в виде равномерно загруженной балки конечной жесткости на основании с переменным коэффициентом жесткости.