Шпаргалка по "Основания и фундаменты"

2. Проектирование зданий и сооружений по деформациям основания.

Целью расчетов оснований по деформациям явл. ограничение абсолютных или относительных перемещений фунд-ов и надфундаментных конструкций такими пределами, при кот. гарантируется нормальная эксплуатац. сооруж. и не снижается его долговечн. вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, измен. проектных уровней и положений конструкций, расстройства их соединений и т. п. При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, кот. возникают при взаимодействии сооруж. и основания. Расчеты оснований по деформациям произв. исходя из условия где s — совместная деформация основания и сооружения; su — предельное значение совместной деформации основ. и сооружения, устанавливаемое нормами или заданием на проектирование. В соответствии со СНиП расчетное сопротивление грунтов основания определяется по формуле

 где уС1, уС2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.; к — коэффициент надежности, принимаемый равным 1; Му, Mq, Мс — коэффициенты, зависящие от расчетного угла внутреннего трения; к2 — коэффициент, принимаемый равным при ширине подошвы фундамента; уи — осредненный расчетный удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3; у'п — то же, залегающих выше подошвы; dl — приведенная глубина залож. наружных и внутренних фунд. от пола подвала: здерь hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hcf — толщина пола подвала, м; df, — глубина подвала, равная расстоянию от уровня планировки до пола подвала.

Расчет оснований по деформациям включает следующие  этапы:

-  определение нормативных и  расчетных нагрузок на фундаменты; -оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;

-  выбор глубины заложения  фундамента; -назначение предварительных размеров подошвы с использованием условного расчетного сопротивления грунта R0;

-  вычисление расчетного сопротивления  R и уточнение принятого размера  подошвы фундамента; -проверку прочности  слабого подстилающего слоя при  его наличии; 

-  определение деформаций основания  и сравнение их с предельными  значениями.

3. Проектирование зданий и сооружений по нес. способности оснований.

Проектир. фунд-ов для промыш. и гражд. строительства по первому пред. состоянию – устойчивости, несущей спос-ти производится в следующих случаях:

1. Наличие постоянно действующей  горизонтальной составляющей

2. Основание ограничено нисходящими  откосами (строительство на бровке)

3. При проектировании анкерных  фундаментов, работающих на выдёргивание

4. При наличии в основании  скальных пород.

Для обеспеч. прочности и устойчивости грунтов в основании его рассчитывают по нес. спос-ти, как на вертикальные, так и горизонтальные нагрузки. Для расчёта фундамента по нес. спос-ти основания необх. вып. условия: F ≤ γсFu/γq,  F – расчетная нагрузка на основание при наиболее невыгодной комбинации нагруж; Fu – несущая способность основания; γс – коэфф. усл. работы основ.; γq – коэфф. надежности (≥ 1,2 – в зависимости от ответственности здания и сооружения). Для скальных грунтов, независимо от глубины залож. фунд-ов, вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания: , Rc – расчётное значение временного сопротивления образца скального грунта сжатию в водонасыщенном состоянии,  b', ℓ' - приведённые ширина и длина фундамента. При наличии горизонтальной составляющей, действующий на фундамент, необходима проверка его устойчивости на сдвиг или горизонтальное смещение. Такой расчёт рассмотрен в разделе «Расчёт оснований и фундаментов».

4 Расчет центрально-нагруженных  фундаментов мелкого заложения.

Для опред. ширины подошвы центрально нагруж. фунд-та необх. предварительно собрать нагрузки на фундамент и задаться глубиной его заложения.

Если нагрузка от веса надземных  конструкций NII, приложенная на обрезе фундамента (рис.Ф.10.21,а), известна, то давление на основание под подошвой фундамента будет:

где Gгр- вес грунта обратной засыпки на обрезах фундамента; Gф- вес фундамента; А- площадь подошвы фундамента

а - центрально нагруженный фундамент; б - внецентренно нагруженный фундамент

В практических расчетах, усредняя вес  грунта и вес фундамента в объеме призмы АБВГ, давление определяют по формуле  где - среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м3; d - глубина заложения и A - площадь подошвы фундамента.

Так как давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления  грунта, то, если принять p=R, получим  формулу для определения площади  подошвы фундамента:

С целью ускорения расчетов в  поcледнем выражении можно предварительно заменить R на R0, определив его по таблице СНиП, т.е. не выполнять сначала расчетов по определению R, но после подбора A по R0эти расчеты для R необходимо провести повторно.

Для ленточного фундамента расчет выполняется  на 1 п.м. длины фундамента, поэтому  ширину подошвы находят по формуле  b=A/l.

Для фундаментов с квадратной подошвой с круглой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет внецентренно  нагруженных фундаментов.(рис.Б 4 вопроса)

Размеры подошвы внецентренно нагруженных  фундаментов определяют исходя из условий: где p - среднее давление под подошвой фундамента, определяемое как - максимальное краевое давление под подошвой фундамента; - то же, в угловой точке при действии моментов в двух направлениях; R - расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное  давления под подошвой внецентренно нагруженного фундамента определяются по формуле  где N - суммарная вертикальная нагрузка на основание включая вес фундамента и грунта на его обрезах; А- площадь подошвы фундамента; W - момент сопротивления площади подошвы фундамента.

В некоторых случаях вертикальная нагрузка может быть приложена с  эксцентриситетами относительно обеих  главных осей подошвы фундамента (рис.Ф.10.22). В этом случае краевые  давления в угловых точках подошвы  определяются из выражения  где и - моменты сил относительно главных осей; Wx и Wy - моменты сопротивления относительно главных осей. Рис.Ф.10.22. Внецентренное нагружение фундамента

В формулах для pmax фундамента давление распределяется неравномерно, а вследствие , расчетное сопротивление увеличено соответственно на 20 и 50 %. Это объясняется тем, что под подошвой внецентренно нагруженного большой жесткости фундамента и податливости грунта основания напряжения под более нагруженной частью перераспределяются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет фундаментов  при действии горизонтальных  нагрузок.

При оценке устойчивости основания, зафуженного  горизонтальной нагрузкой или стоящего на откосе, следует учитывать возникновение  глубинного сдвига. Он заключается  в том, что соору-кение с некоторым  массивом фунта смещается по криволинейной  поверхности скольжения. В настоящее  время существует несколько методов  расчета основания при глубинном  сдвиге. Теоретически наиболее развитыми  являются методы теории предельного  равновесия. Однако большим их недостатком  является значительный объем вычислительной работы. Тем не менее для однородных фунтов и при наличии табулированных решений эти методы могут быть использованы. С появлением быстродействующих  компьктгеров и специальных вычислительных профамм эти задачи значительно  облегчаются (см. гл. 10).

Широко распросфаненным является метод, основанный на Допущении крутоцилиндрической  поверхности скольжения. Этот метод  достаточно точен и универсален: он позволяет учитывать неоднородность основания, влияние фильтрационных сил, неста-билизированное состояние  грунтов и т.п. Способ проверен практикой  и обеспечивает надежность получаемых результатов.

Метод основан на предположении, что  сдвиг основания, потерявшего устойчивость, происходит по крутоцилиндрической  поверхности, т.е. основание совместно  с сооружением вращается вокруг некоторого центра О. Сущность метода заключается в определении минимального коэффициента запаса устойчивости ksl, отвечающего заданным условиям и  нагрузкам. Коэффициент к определяют как отношение суммы моментов всех сил, удерживающих основание (М,), относительно центра вращения О к  сумме моментов всех сил, сдвигающих (вращающих) основание относительно того же центра При определении сдвигающих сил учитывают нагрузку от веса сооружения 77, и горизонтальную нагрузку FM, действующую  на него. К удерживающим силам относят  силы трения Т., развивающиеся по поверхности  скольжения под действием веса грунта и сооружения, и силы сцепления  грунта с,, действующие по той же поверхности скольжения. Значение расчетного сцепления с, принимают для данного  пласта и на длине участка /, поверхности  скольжения. Дчя нахождения действующих  сил сдвигающийся массив разбивают  на блоки, определяют вес блоков Gi (на 1 м длины основания) и центры их тяжести. Вес каждого блока прикладывают к неподвижной части основания в точке пересечения вертикали, проходящей через центр тяжести блока, с поверхностью скольжения.

19. Фундаменты на просадочных грунтах

Трудность строит-ва на лессовых просадочных грунтах состоит в том, что после окончания строит-ва, когда осадка фундамента стабилизируется, или после ряда лет экспуатации сооруж-й при обводнении грунтов в основании происходят большие и часто неравномерные деформации, назыв-е просадками. Просадки лессовых грунтов возник.при одновременном воздействии двух факторов:нагрузок от сооруж. и собств. веса грунтовой просадочной толщи и замачивания при подъеме горизонта подземных вод или за счет внешних источников. Типы грунтовых условий строит. площадки по просадочности: 1 тип- просадка грунта происходит в осн-м в пределах участка от внешней нагрузки, а просадка от собств. веса не превышает 5 см; II тип- наряду с просадкой грунта от нагрузки, передаваемой фундаментом, в нижней части просадочной толщи просадка превышает 5 см. При 1 типе толщи лессовых грунтов пл просадочности и мощности ее не более 5-6 м для устранения просадочности применяют след. способы: 1. Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками. 2. Устройство уплотненной подушки из местного грунта. Подушку делают над слоем грунта, уплотненного при оптимал. влажности тяжелыми трамбовками ли иным способом. 3. Уплотнение грунтов предварительным замачиваем с примен-ем подводных взрывов. 4. Забивку ж/б свай с прорезкой всей просадочной толщи грунтов и передачей давления  на подстилающие непросадочные грунты. При II типе толщи лессовых грунтов по просад-ти прим. след. способы: 1. Прорезку просадочной толщи забивными ж/б сваями; 2. Устройство набивных свай с уширенной пятой; 3. Закрепл. грунтов 4. Уплотн. грунтов грунтовыми сваями 5. Уплотн.грунтов предварит. замачиванием и взрывами в скважинах с последующим уплотнением 3-5 метровой толщи подводными взрывами или тяжелыми трамбовками.

7 Расчет слабого слоя  в пределах сжимаемой толщи.  (см методичку стр 22 ОИФ)

8 Основные положения  проектирования гибких фундаментов.

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; ks коэффициент упругости основания  (кН/м3), именуемый «коэффициентом  постели».