6. Гибкие фундаменты, основные понятия и методы расчета. Гибкие фундаменты, в.6
Гибкие фундаменты - это такой, у кот. деф. осн-я приводят к перераспред. реактивных давл. грунта по подошве.
В этом случае лин-ая эпюра распред. давл. под подошвой неприемлима, поэтому возникает задача определения в отдельных сечениях ф. изгиб. мом-ов и поперю. сил, по кот. проверяются и констр-ся сеч-я и вся констр. ф-та.
На распределение давления под гибкими фундаментами влияет их деформация, а иногда и деформация системы надземных конструкций с фундаментами. В связи с этим на усилия в конструкции гибкого фундамента влияет его жесткость, жесткость основания и жесткость надземных конструкций.
В зависимости от протяженности гибких фундаментов различают плоскую задачу, когда фундамент (например, ленточный под стену) в каждом сечении по его длине имеет одинаковую форму деформации, и пространственную задачу в двух случаях: I) балка на упругом основании (ленточный фундамент под колонны, принимаемый в поперечном направлении жестким); 2) фундаментная плита на упругом основании (когда в обоих направлениях учитывается искривление фундамента). Фундаментные плиты могут быть сплошные, ребристые и коробчатые.
Таким образом, при расчете гибких фундаментов необходимо одновременно учитывать и деформации фундамента и его осадки.
- II гипотезы характера деф-я осн-я:
1) Гипотеза Фусса-Винклера
1868г. Реакция грунта основания в каждой
точке подошвы фундамента (балки) прямо
пропорциональна осадке этой точки, т.е.
S=σ/Cz; где σ– напряжение в данной точке.
Сz – коэффициент упругого сжатия основания (коэффициент постели)
S – осадка в данной точке
Схему такого основания можно представить в виде пружин. За пределами балки поверхность грунта не получает деформация. Применяется, если близко расп-ся скальн. грунты, для ленточн. ф-тов.
2) Гипотеза упругого полупространства
В основу этой теории положено предположение, что грунт является однородным и изотропным.
Это дало возможность применить к описанию напряженно деформируемого состояния аппарат теории упругости. Фундаментная балка принимается лежащей на однородном упругом или линейно деформируемом бесконечном полупространстве
1) Метод прямолинейной эпюры
Области
применения: для предварительных расчетов;
когда не требуется большой точности
расчетов; при слабых сильно сжимаемых
грунтах; ∑М=МI
реакт. давл+М0-МN0I
3) Метод общих деформаций
При рассм. совм. работы ф и о для опред. усилий исп-ся реш. теории упругости. Этот метод прим-ся при большой мощности средне и малосж. гр., прим. для расч. плит, коробч. ф. и др. Грунт – упругое тело.
а) Метод Жемочкина - Между рассматриваемой балкой и упругим (линейно деформируемым) основанием вводятся жесткие стержни, через которые балка опирается на поверхность основания. Затем эти стержни заменяются неизвестными силами. Для балки составляется система канонических уравнений, и в эту систему вводятся уравнения равновесия. Найдя распределение реактивных сил по длине балки, легко определить в любом сечении изгибающие моменты и перерезывающие силы, по которым уточняются размеры сечения балки.
б) Горбунова-Посадова – распред. реакт. давл. опис. полиномно.
в) Метод Симвулиди – давление и усилия опис-ся простыми уравнениями для отдельных участков ф-та.
Теория расчета балок на упругом (линейно деформируемом) слое грунта конечной толщины Основной сложностью использования этой теории является установление толщины деформируемого слоя. Это можно сделать, руководствуясь способом определения расчетной мощности сжимаемой толщи при расчете осадки фундаментов методом ограниченной сжатой толщи. При этом надо рассматривать комбинированное основание, учитывающее упругие деформации в пределах полупространства и остаточные деформации сжатия грунта по толщине ограниченного слоя. В пределах этого слоя может быть учтена и переменность модуля деформации по глубине. Использование такой расчетной модели возможно при решении задачи методом конечных элементов.