Вопрос 2 – Общие сведения о методах расчета фундаментов

мелкого заложения по второй группе предельных состояний

(расчет по деформациям)

Расчет по второй группе предельных состояний производят с целью предотвращения предельных деформаций оснований и фундаментов (осадок, кренов, горизонтальных перемещений). К этой же группе относятся расчеты трещиностойкости железобетонных фундаментов, имеющих целью не допустить коррозию арматуры. В общем виде расчеты по второй группе предельных состояний состоят в выполнении условия:

S < S _пр , (8.1)

где, S - расчетное значение деформации основания фундамента, элемента или всего сооружения в целом (величина фактической совместной деформации основания и здания или сооружения), см;

S _пр - предельно допустимая величина совместной деформации (основания и здания или сооружения), установленная СНиПами в зависимости от требований эксплуатации, см.

В грунтах, находящихся в первой стадии напряженного состояния, напряжения от внешней нагрузки с некоторыми допущениями определяются по формулам теории линейно-деформируемых тел. Напряжения, найденные по формулам этой теории, соответствуют конечным осадкам. Напряжения в основании фундаментов можно определять методом угловых точек и методом элементарного суммирования напряжений. Метод элементарного суммирования более прост в применении. Он позволяет приближенно определить напряжения для любой нагрузки.

Для расчета конечных (стабилизированных) осадок фундаментов мелкого заложения наибольшее распространение получили метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя.

Во многих случаях при практических расчетах прибегают к упрощению задачи. Для центрально нагруженного фундамента определяется максимальная осадка s по оси z, которая и принимается как характерная величина совместной деформации основания и фундамента. Сопоставление значений s и s_const осадки жесткого фундамента позволяет заключить, что в этом случае имеет место некоторое завышение рассчитанной осадки на 21 % для квадратного и на 16 % для ленточного фундамента.

В случае внецентренно нагруженных фундаментов обычно определяют величину средней осадки и крен (тангенс угла наклона) подошвы фундамента.

Различают две группы методов расчета осадок:

а) методы, основанные на строгих расчетах (определение осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности);

б) приближенные решения (расчет осадок методом послойного суммирования, расчет осадок методом эквивалентного слоя и др.).

При определении осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности используют строгие решения о распределении напряжений в однородном изотропном массиве грунтов от нагрузок, приложенных на его поверхности.

Зависимость между осадкой подошвы центрально нагруженного фундамента s, площадью фундамента А = a ^. b (а – длина, b - ширина подошвы фундамента) и средним значением дополнительного давления р_о имеет вид:

s = ω р_о b (1 – ν²) / E, (8.2)

где ω – коэффициент, зависящий от формы площади и жесткости фундамента, принимается по таблице 7.1 [2] ;

р_о - среднее значение дополнительного давления от фундамента сооружения, кПа;

ν - коэффициент Пуассона грунта основания;

Е - модуль деформации, кПа.

Среднее значение дополнительного давления р_о :

р_о = р - γ h, (8.3)

где γ - удельный вес слоя грунта ограниченной мощности;

h - толщина слоя грунта ограниченной мощности.