Давление под подошвой фундамента

Обновлено: 06.05.2024

5.5.4. Расчет деформаций основания (ч. 1)

Определение осадки методом послойного суммирования. В методе послойного суммирования приняты следующие допущения:

  • – осадка основания вызывается дополнительным давлением р0 , равным полному давлению под подошвой фундамента р за вычетом вертикального нормального напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента: р0 = р – σzg,0 (при планировке срезкой принимается σzg,0 = γ´d , при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzg,0 = γ´dn , где γ´ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d и dn — глубина заложения фундамента от уровня планировки и природного рельефа);
  • – распределение по глубине дополнительных вертикальных нормальных напряжений σzp от внешнего давления р0 принимается по теории линейно-деформируемой среды как в однородном основании (см. п. 5.2);
  • – при подсчете осадок основание делится на «элементарные» слои, сжатие которых определяется от дополнительного вертикального нормального напряжения σzp , действующего по оси фундамента в середине рассматриваемого слоя;
  • – сжимаемая толща основания ограничивается глубиной z = Нс , где выполняется условие
σzp = 0,2σzg.


(5.59)

Если найденная по условию (5.59) нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Hc , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия σzp = 0,1σzg .

Осадка основания s методом послойного суммирования определяется по формуле

,


(5.60)

где β — безразмерный коэффициент, равный 0,8; σzp,i — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i -м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi и Еi — соответственно толщина и модуль деформации i -го слоя грунта; n — число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных нормальных напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.26.

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через центр рассматриваемого фундамента, на глубине z от его подошвы определяются:

σzp — от дополнительного давления р0 под подошвой рассчитываемого фундамента [см. формулу (5.12)]; σzp,A — от дополнительного давления р0j под подошвой j -го влияющего фундамента методом угловых точек по формуле (5.18).

Схема распределения вертикальных напряжений в основании при расчете осадок методом послойного суммирования

Рис. 5.26. Схема распределения вертикальных напряжений в основании при расчете осадок методом послойного суммирования

Суммарное дополнительное напряжение по оси рассчитываемого фундамента с учетом влияния нагрузок от соседних фундаментов определяется по формуле (5.19).

Пример 5.12. Рассчитать осадку фундамента Ф-1 здания с гибкой конструктивной схемой с учетом влияния нагрузки на фундамент Ф-2 по условиям примера 5.2 (см. рис. 5.11) при следующих данных. С поверхности до глубины h + h1 = 6 м залегает песок пылеватый со следующими характеристиками, принятыми по справочным таблицам (см. гл. 1): γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 17,8 кН/м 3 ; ω = 0,14; е = 0,67; сII = 4 кПа; φII = 30°; E = 18 000 кПа. Ниже залегает песок мелкий с характеристиками: γs = 26,6 кН/м 3 ; γ = 19,9 кН/м 3 ; ω = 0,21; е = 0,62; сII = 2 кПа; φII = 32°; E = 28 000 кПа. Уровень подземных вод находится на глубине 6,8 м от поверхности. Суммарная нагрузка на основание от каждого фундамента (с учетом его веса) N = 5,4 МН.

Решение. По формуле (5.21) удельный вес песка мелкого с учетом взвешивающего действия воды

По табл. 5.11 находим: γc1 = 1,2 и γc2 = 1. По табл. 5.12 при φII = 30° находим: Mγ = 1,15; Мq = 5,59; Мc = 7,95. Поскольку характеристики грунта приняты по таблицам, k = 1,1.

По формуле (5.29) получаем:


кПа.

Среднее давление под подошвой

р = 5400/4 2 = 338 кПа < R = 341 кПа;

дополнительное давление на основание

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения в основании фундаментов Ф-1 и Ф-2 подсчитаны в примере 5.2, приведены в табл. 5.6 и показаны на рис. 5.11. Дополняем табл. 5.6 подсчетом напряжений от собственного веса грунтов σzg для определения нижней границы сжимаемой толщи (табл. 5.16).

Из табл. 5.16 видно, что нижняя граница сжимаемой толщи под фундаментом Ф-1 находится на глубине z1 = 8,0 м (при учете нагрузки только на этот фундамент) и на глубине z2 = 8,8 м (при учете влияния фундамента Ф-2).

ТАБЛИЦА 5.16. К ПРИМЕРУ 5.12
z , м σzp1 σzp2 σzp σzg 0,2 σzg E
0 300 0 300 36 7 18 000
0,8 288 0 288 50 10
1,6 240 0 240 64 13
2,4 182 1 183 78 16
3,2 135 2 137 93 19
4,0 101 3 104 107 21
4,8 77 4 81 123 25 28 000
5,6 60 5 65 131 26
6,4 48 6 54 139 28
7,2 39 6 45 147 29
8,0 32 7 39 156 31
8,8 27 7 34 164 33

Примечание. Значения напряжений и модуля даны в кПа.

Определяем осадку фундамента Ф-1 по формуле (5.60):

без учета влияния Ф-2



0,033 м = 3,3 см.

с учетом влияния Ф-2



0,035 м = 3,5 см.

Определение осадки основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя.

Средняя осадка фундамента на слое конечной толщины (рис. 5.27) определяется по формуле [4]

,


(5.61)

где р — среднее давление под подошвой фундамента; b — ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента; kc и km — коэффициенты, принимаемые по табл. 5.17 и 5.18; n — число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя H ; ki и ki-1 — коэффициенты, определяемые по табл. 5.19 в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошвы и кровля i -го слоя (соответственно ζi = 2zi/b и ζi-1 = 2zi-1/b) ; Ei — модуль деформации i -го слоя грунта.

Формула (5.61) служит для определения средней осадки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

ТАБЛИЦА 5.17. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА kc
Относительная толщина слоя ζ´ = 2H/b kс
0 < ζ´ ≤ 0,5 1,5
0,5 < ζ´ ≤ l 1,4
1 < ζ´ ≤ 2 1,3
2 < ζ´ ≤ 3 1,2
3 < ζ´ ≤ 5 1,1
ζ´ > 5 1,0
ТАБЛИЦА 5.18. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА km
Ширина фундамента, м km при среднем значении Е , МПа
< 10 ≥ 10
b > 10
10 ≤ b ≤ 15
b > 15		 1
1
1		 1
1,35
1,5

Расчетная толщина линейно-деформируемого слоя H (см. рис. 6.27) принимается до кровли малосжимаемого грунта (см. п. 5.1), а при ширине (диаметре) фундамента b > 10 м и среднем значении модуля деформации грунтов основания E > 10 МПа вычисляется по формуле

H = (H0 + ψb)kp,


(5.62)

где H0 и ψ — принимаются соответственно равными для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15, а сложенных песчаными грунтами 6 м и 0,1; kp — коэффициент, принимаемый; kp = 0,8 при среднем давлении под подошвой фундамента p = 100 кПа; kp = 1,2 при р = 500 кПа; при промежуточных значениях — по интерполяции.

Расчет осадок с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого слоя

Рис. 5.27. К расчету осадок с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого слоя

Если основание сложено и пылевато-глинистыми, и песчаными грунтами, значение Н определяется по формуле

H = Hs + kphci/3,


(5.63)

где Нs — толщина слоя, вычисленная по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами; hci — суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов в пределах от подошвы фундамента до глубины Hci равной значению Н , вычисленному по формуле (5.62) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами.

ТАБЛИЦА 5.19. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА k
ζ = 2z/b k для фундаментов
круглых прямоугольных с соотношением сторон η = l/b ленточных ( η ≥ 10)
1 1,4 1,8 2,4 3,2 5
0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
0,4 0,090 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,104
0,8 0,179 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,208
1,2 0,266 0,299 0,300 0,300 0,300 0,300 0,300 0,311
1,6 0,348 0,380 0,394 0,397 0,397 0,397 0,397 0,412
2,0 0,411 0,446 0,472 0,482 0,486 0,486 0,486 0,511
2,4 0,461 0,499 0,538 0,556 0,565 0,567 0,567 0,605
2,8 0,501 0,542 0,592 0,618 0,635 0,640 0,640 0,687
3,2 0,532 0,577 0,637 0,671 0,696 0,707 0,709 0,763
3,6 0,558 0,606 0,676 0,717 0,750 0,768 0,772 0,831
4,0 0,579 0,630 0,708 0,756 0,796 0,820 0,830 0,892
4,4 0,596 0,650 0,735 0,789 0,837 0,867 0,883 0,949
4,8 0,611 0,668 0,759 0,819 0,873 0,908 0,932 1,001
5,2 0,624 0,683 0,780 0,834 0,904 0,948 0,977 1,050
5,6 0,635 0,697 0,798 0,867 0,933 0,981 1,018 1,095
6,0 0,645 0,708 0,814 0,887 0,958 1,011 1,056 1,138
6,4 0,653 0,719 0,828 0,904 0,980 1,031 1,090 1,178
6,8 0,661 0,728 0,841 0,920 1,000 1,065 1,122 1,215
7,2 0,668 0,736 0,852 0,935 1,019 1,088 1,152 1,251
7,6 0,674 0,744 0,863 0,948 1,036 1,109 1,180 1,285
8,0 0,679 0,751 0,872 0,960 1,051 1,128 1,205 1,316
8,4 0,684 0,757 0,881 0,970 1,065 1,146 1,229 1,347
8,8 0,689 0,762 0,888 0,980 1,078 1,162 1,251 1,376
9,2 0,693 0,768 0,896 0,989 1,089 1,178 1,272 1,404
9,6 0,697 0,772 0,902 0,998 1,100 1,192 1,291 1,431
10,0 0,700 0,777 0,908 1,005 1,110 1,205 1,309 1,456
11,0 0,705 0,786 0,922 1,022 1,132 1,233 1,349 1,506
12,0 0,710 0,794 0,933 1,037 1,151 1,257 1,384 1,550

Примечание. При промежуточных значениях ζ и η коэффициент k определяется по интерполяции.

Значение Н , найденное по формулам (5.62) и (5.63), должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации E < 10 МПа, если этот слой расположен ниже H и толщина его не превышает 0,2 H . При большей толщине слоя такого грунта, а также если лежащие выше слои имеют модуль деформации E < 10 МПа, расчет деформаций основания выполняется по расчетной схеме линейно-деформируемого полупространства.

Пример 5.13. Определить среднюю осадку фундаментной плиты размером 20×100 м при среднем давлении по подошве р = 0,3 МПа, если плита опирается на слой песка толщиной 5 м с модулем деформации E = 30 МПа, который подстилается моренным суглинком, имеющим Е = 40 МПа.

Решение. Расчетную толщину слои определяем но формуле (5.62) для двух случаев: основание сложено только песчаными и только пылевато-глинистыми грунтами (при р = 0,3 МПа коэффициент kр = 1):

Hcl = 9 + 0,15 · 20 = 12 м;

hcl = 12 – 5 = 7 м.

Тогда по формуле (5.63)

H = 8 + 7/3 = 10,3 м ≈ 10 м.

При ζ´ = 2 · 10/20 = 1 по табл. 5.17 kc = 1,4; при Е > 10 МПа и b > 15 м по табл. 5.18 коэффициент km = 1,5.

Определяем коэффициенты ki по табл. 5.19, учитывая, что η = 100/20 = 5:

Тогда по формуле (5.61)


м = 4 см.

Осадки центра, середин сторон и угловых точек прямоугольной площади размером b×l при действии на нее равномерного давления р определяются по формуле [2]:

,


(5.64)

где E — модуль деформации грунта основания, принимаемый средним в пределах сжимаемой толщи; k´ = k0 коэффициент, принимаемый по табл. 5.20 для центра прямоугольника; k´ = k1 — то же, для середины большей стороны; k´ = k2 — то же, для середины меньшей стороны; k´ = k3 — то же, для угловой точки.

Осадки поверхности основания при действии на него равномерного давления р по круглой площадке радиусом r на расстоянии R от центра этой площадки также можно определить по формуле (5.64), в которой коэффициент k´ = kr принимается по табл. 5.21 [2]. Указанным способом допускается определять осадки поверхности основания за пределами жесткого круглого фундамента.

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений

Влияние на осадку рассчитываемого фундамента других фундаментов, нагрузок на полы и т.п. может быть оценено по формуле (5.64) с использованием схемы фиктивных фундаментов аналогично определению напряжений в основании методом угловых точек либо с помощью ЭВМ по стандартной программе. Дополнительную осадку рассчитываемого фундамента от влияния других фундаментов допускается принимать равной дополнительной осадке его центра.

ТАБЛИЦА 5.20. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ k0, k1, k2, k3
η ζ´ = 2H/b k0 k1 k2 k3 η ζ´ = 2H/b k0 k1 k2 k3
1 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,236
0,464
0,701
0,801
0,892
0,928
0,955		 0,045
0,109
0,236
0,436
0,482
0,564
0,601
0,628		 0,045
0,109
0,236
0,436
0,482
0,564
0,601
0,628		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,305
0,380
0,416
0,444		 3 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,801
1,019
1,238
1,338
1,420		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,855
0,955
1,037		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,510
0,656
0,742
0,815		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,325
0,460
0,545
0,617
1,5 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,773
0,910
1,037
1,092
1,137		 0,045
0,109
0,236
0,446
0,564
0,682
0,737
0,783		 0,045
0,108
0,231
0,404
0,508
0,617
0,669
0,712		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,323
0,426
0,478
0,518		 5 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,454
0,801
1,028
1,310
1,456
1,592		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,919
1,065
1,192		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,511
0,656
0,752
0,852		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,326
0,462
0,555
0,652
2 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,792
0,974
1,128
1,201
1,265		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,610
0,755
0,837
0,883		 0,044
0,107
0,225
0,403
0,514
0,641
0,708
0,762		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,324
0,448
0,512
0,565		 10 0,2
0,5
1
2
3
5
7
10		 0,091
0,227
0,464
0,801
1,028
1,319
1,492
1,702		 0,045
0,109
0,227
0,464
0,655
0,928
1,110
1,310		 0,045
0,107
0,225
0,400
0,511
0,658
0,756
0,858		 0,024
0,056
0,115
0,231
0,326
0,463
0,558
0,659
ТАБЛИЦА 5.21. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА kr
ζ´ = H/r kr при ρ = R/r
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 5
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,25 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0 0 0 0 0 0 0
0,5 0,24 0,24 0,23 0,22 0,11 0,01 0 0 0 0 0 0
0,75 0,35 0,35 0,34 0,29 0,16 0,03 0,01 0 0 0 0 0
1 0,45 0,44 0,42 0,35 0,21 0,07 0,02 0 0 0 0 0
1,5 0,58 0,57 0,53 0,45 0,28 0,13 0,07 0,02 0 0 0 0
2 0,65 0,64 0,60 0,52 0,34 0,17 0,10 0,04 0,01 0 0 0
3 0,74 0,73 0,68 0,59 0,41 0,23 0,16 0,08 0,04 0,02 0 0
5 0,81 0,79 0,74 0,66 0,47 0,30 0,22 0,13 0,09 0,06 0,02 0,01
7 0,84 0,82 0,77 0,69 0,50 0,33 0,24 0,15 0,11 0,08 0,04 0,02
10 0,85 0,83 0,79 0,71 0,52 0,35 0,27 0,18 0,13 0,10 0,06 0,04
∞ 0,91 0,89 0,84 0,76 0,58 0,40 0,32 0,23 0,18 0,15 0,11 0,09
ТАБЛИЦА 5.22. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ω
Форма загруженной площади η ω для определения
осадки равномерно загруженной площади осадки абсолютно жесткого фундамента ωconst
в угловой точке ωc в центре ω0 в средней ωm
Прямоугольная 1 0,5 ω0 1,12 0,95 0,88
1,5 1,36 1,15 1,08
2 1,53 1,30 1,22
3 1,78 1,53 1,44
4 1,96 1,70 1,61
5 2,10 1,83 1,72
6 2,23 1,96 1,83
7 2,33 2,04 1,92
8 2,42 2,12 2,00
9 2,49 2.19 2,06
10 2,53 2,25 2,12
Круглая – 0,64 1,00 0,85 0,79

Определение осадки путем непосредственного применения теории линейно-деформируемой среды. Для предварительной оценки осадок фундаментов допускается пользоваться формулой

s = pbω(1 – v 2 )/E,


(5.65)

где ω — коэффициент, принимаемый по табл. 5.22; v — коэффициент Пуассона.

Во всех случаях формула (5.65) приводит к преувеличению расчетных осадок (по сравнению с методами, рекомендуемыми нормами). Достаточно удовлетворительные результаты эта формула дает при ширине фундамента b < 2 м и соотношении сторон η = l/b < 10.

Как определяется среднее давление под подошвой фундамента ?

Здравствуйте. Вопрос: среднее давление "р" под подошвой фундамента вычисляется с учетом вышележащего грунта или это только давление от внешней нагрузки ?

__________________
Век живи-век учись.

Разве давление на уровне подошвы от вышележащего грунта не учитывается как Gzg,0 ?
Offtop: (или речь идет о весе грунта на уступах фундамента?)

Последний раз редактировалось 27legion, 08.10.2014 в 06:40 .

Вопрос: среднее давление "р" под подошвой фундамента вычисляется с учетом вышележащего грунта или это только давление от внешней нагрузки ?

Среднее давление под подошвой - это Р/А, где Р - внешняя нагрузка на отметке подошвы с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

(или речь идет о весе грунта на уступах фундамента?)

Именно об этом и речь.

Р - внешняя нагрузка на отметке подошвы с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах.

Вот и я так думаю. Вот только наткнулся на одно неравенство в СП и не понял как такое может быть ? Вопрос на скрине приведен ниже.

__________________
Век живи-век учись.

Краевые давления могут иметь разные знаки при большом эксцентриситете

YuraSiro, речь про среднее давление, а не краевые

__________________
Век живи-век учись.

а среднее откуда берется? Среднее давление равно краевому при e=0. e=0 - это сферический фундамент в вакууме курсового проекта

и не понял как такое может быть ?

Offtop: Колодец канализационный в землю закопали.

Лучше ж/б чаша бассейна

Калининград

Просто тумба под трубу

Колодец канализационный в землю закопали.

То есть, получается, если выкопали "яму" и установили там полый колодец, массой меньше, чем выбранный грунт, осадка все равно будет ? Но мы же разгрузили грунт больше, чем нагрузили. Понятно, что осадка не будет отрицательной, но, по идее, её вообще не должно быть, потому, что мы не нагрузили грунт более, чем было бытовое давление.
Данная тема у меня возникла исходя из неправильных результатов в Лире. Скрин привожу ниже.

__________________
Век живи-век учись.

То есть, получается, если выкопали "яму" и установили там полый колодец, массой меньше, чем выбранный грунт, осадка все равно будет ? Но мы же разгрузили грунт больше, чем нагрузили. Понятно, что осадка не будет отрицательной, но, по идее, её вообще не должно быть, потому, что мы не нагрузили грунт более, чем было бытовое давление.

Ну, да, будет.
На уровне дна котлована бытовое давление равно нулю. Так, что любое приложенное давление больше бытового.
Только нагрузка грунта уже идет по так обзываемой вторичной ветке его нагружения.

Блин, ну что не понятного? Например, подземное сооружение, лёгкое здание с подвалом и т.д.
СП не только для столбчатых фундаментов.

__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.

Ростов-на-Дону

нагрузка грунта уже идет по так обзываемой вторичной ветке его нагружения

Проясните и мне, плиз, как проводить расчет. Если давление под подошвой Р меньше, чем Сигма(zg,0), СП ссылается на формулу 5.19. НО. тогда Сигма(zp) уже с первого слоя получается отрицательной, отсюда отношение Сигм (zp) к (zg) тоже отрицательно, т.е. по-любому меньше чем 0,2. Получается, это расчет осадки разуплотнения??

Вопрос, на кокой вид нагрузок (нормативные или расчетные) рассчитываем столбчатый (ленточные) фундаменты?

Ситуация токая, на работе меня ужили и в книгах стоит, что мы габариты подошвы столбчатых (ленточных) фундаментов находим по нормативным нагрузкам. Начинается курс геотехники и там нас учат (лекция, курсовая работа), что столбчатый (ленточные) фундаменты рассчитываем на расчетные сили. И тут я запутался. На мой вопрос об этой проблемы лектор понятный ответ недал. Но логика в этом решения, однако, есть. В строительстве мы же несушию способность елементоб находим па расчетным нагрузкам, а деформация находим по нормативным нагрузкам. Габариты подошвы свайных фундаментов тоже находим по расчетным нагрузкам, а деформация (проседания) находим по нормативным нагрузкам. А у столбчатых всо по нормативным нагрузкам находим, тут както нету логики. Какое ваша мнения? В нормативе геотехники такой пункт ненашол, накокие нагрузки что мы рассчитываем.

Для начала внесем ясность в классификацию нагрузок.
На нормативные нагрузки вообще ничего не рассчитывается кроме двух вещей:
1. Расчетная нагрузка для предельных состояний 1-й группы.
2. Расчетная нагрузка для предельных состояний 2-й группы.
Почему это так мы здесь уже разбирали, поищите.
Теперь по сути вопроса. Для нескальных (дисперсных) грунтов предельные деформации чаще всего достигаются раньше чем теряется несущая способность грунта (если грубо - то осадка слишком большая вследствии сжимаемости грунта, а не вследствии его текучести).
Поэтому основным является расчет по деформациям. Здесь всех еще раз запутали когда ввели понятие расчетное сопротивление грунта. На самом деле такого понятия нет. Есть предел линейной деформируемости. Дальше грунт еще не нарушен, он просто нелинейно деформируется. Поэтому если вы пользуетесь СНиПовскими формулами (т.е. линейными) для расчета осадки, будьте добры убедиться что грунт у Вас деформируется линейно (т.е. предел линейной деформируемости не достигнут) - это и подразумевается под расчетным сопротивлением. Так как все это относится к деформациям, т.е. ко второй группе ПС, то и рассчитывается на нагрузки для 2-й группы ПС.
Если Вы можете посчитать осадки грунта в нелинейной постановке, то расчетное сопротивление уже теряет свой смысл, но тогда Вам не в этот форум и зовут Вас Константин Шашкин или AMS.
Для скальных грунтов осадки невелики и более вероятно разрушение массива, для скальных грунтов расчет ведется по 1-й группе ПС, т.е. по прочности массива.

2.3. Расчет оснований по несущей способности ( I гр ) должен производиться в случаях, если:
а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены), фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические;
б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
в) основание сложено грунтами, указанными в п. 2.61;
г) основание сложено скальными грунтами.
Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах «а» и «б», допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента.
. Учитываемые при этом нагрузки и воздействия на сооружение или отдельные его элементы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.
2.6. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок; по несущей способности - на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий - на основное и особое сочетание.
При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП по нагрузкам и воздействиям могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям - длительными. Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считаются кратковременными.
2.7. В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.

__________________
Воскресе

Для начала внесем ясность в классификацию нагрузок.

СНиП "Нагрузки и воздействия" говорит о том, что все расчеты должны выполняться исключительно на расчетные нагрузки. Другое дело, что в некоторых случаях коэффициент надежности по нагрузке устанавливается равным 1.

СНиП "Нагрузки и воздействия" говорит о том, что все расчеты должны выполняться исключительно на расчетные нагрузки

Правильно. А я как сказал?

1. Расчетная нагрузка для предельных состояний 1-й группы.
2. Расчетная нагрузка для предельных состояний 2-й группы.

Давление под подошвой фундамента

Admin Administrator

[ОиФ] Определение давления под подошвой фундамента

Определение давления под подошвой фундамента

Отличительной особенностью данного расчета является
то, что он имеет возможность определять зону отрыва подошвы фундамента
(если таковая имеется) при действии момнетов в двух направлениях

fund02.jpg

fund-krug.jpg

Shurico Гость

Здраствуйте!
А будет ли добавлена (или может она есть, а я не заметил) опция по управлению плотностью грунта? Дело в том, что в последняя время я столкнулся с фундаментами - плюшками (под оборудование) со значительными нагрузками и хотелось бы себя проверить правильно ли я высчитал площадь отрыва фундамента!
В ручную я получил - 11%, в одной из программ - 22%, в вашей - 17% но плотность хотелось бы заменить с 2.0т/м2 на 2.4т/м2 и скорее всего он будет более приближен к моему ручному варианту

Admin Administrator

Пожалуй такое было бы уместно, наверное добавлю.

Пока же, то о чем вы пишите, можно учесть искусственно подобрав большую высоту грунта (h_гр). Эта величина учитывается только при определении собственного веса фундамента с грунтом. Например если у вас полностью бетонный фундамент плотностью 2,4 т/м2 и толщиной 0.6м, то h_гр следует принять 0,6х2,4/2,0=0,72м. В таком случае добавка к вертикальной нагрузке от собственного веса будет равна весу реального бетонного фундамента.

Очень интересно сравнить величину отрыва (я так понял указывая проценты в вели речь именно о ней) полученную другими программами. Если не секрет, что за программы использовали? И как проверяли вручную, задача-то не тривиальная?

Shurico Гость

спасибо, помогло! пришлось ещё и Q подкорректировать, но в целом сошлось вышел на свои 11% отрыва)

В той программе, где получилось 20% площадь отрыва фундамента почему та бралась квадрата, хотя надо треугольника то бишь поделить на 2 (конкретно для моих условий, где в плане фундамент квадратный и моменты с поперечными усилиями одинаковы в обоих направлениях)!

Shurico Гость Admin Administrator

Честно говоря, не понятно с какой стати пришлось корректировать Q, вроде бы никакой такой необходимости быть не должно.

Для надежности поясню, что величина h_фунд -- это расстояние от подошвы фундамента до точки приложения усилия на фундамент, т.е. для определения момента на уровне подошвы к моменту на обрезе фундамента прибавляется поперечная сила Q умноженная на плечо -- h_фунд. Поэтому на величину h_фунд следует обращать внимание.

Величина h_гр -- учитывается только для вычисления собственного веса фундамента с грунтом на обрезах. Этот вес прибавляется к вертикальной нагрузке N.

Разумеется, все это очевидно, если просмотреть текст отчета, но напоминание, думаю, будет не лишним.

Admin Administrator Shurico wrote: Shurico Гость Admin wrote:

Честно говоря, не понятно с какой стати пришлось корректировать Q, вроде бы никакой такой необходимости быть не должно.

Для надежности поясню, что величина h_фунд -- это расстояние от подошвы фундамента до точки приложения усилия на фундамент, т.е. для определения момента на уровне подошвы к моменту на обрезе фундамента прибавляется поперечная сила Q умноженная на плечо -- h_фунд. Поэтому на величину h_фунд следует обращать внимание.

Величина h_гр -- учитывается только для вычисления собственного веса фундамента с грунтом на обрезах. Этот вес прибавляется к вертикальной нагрузке N.

Разумеется, все это очевидно, если просмотреть текст отчета, но напоминание, думаю, будет не лишним.

h_фунд я увеличил чтоб получить своё приближенное G_фунд, т.е у меня высота фундамента составляла 2м, бетон плотностью брал 2.4т/м2 и чтобы получить 5,5*5,5*2*2,4 я увеличил высоту фундамента и следовательно немного увеличил плечо для Q. Поэтому Q я взял не 4т*2(h), а 3,33т*2,4(h) чтобы получить мои значения

Shurico Гость

хотя можно было не трогать h_фунд., а просто hгр.увеличить)) не сообразил

Shurico Гость

пересчитав отрыв подошвы фундамента по таблицам Шейнкмана я получил %отрыва как и вашей программе с не большой погрешностью в 0,3%))

Admin Administrator Shurico wrote:

хотя можно было не трогать h_фунд., а просто hгр.увеличить)) не сообразил

Именно это я и пытался объяснить в посте №6.

Видимо придется чуть переделать интрефейс добавив пояснения. Я как-то мало уделял внимания этому расчету, как воткнул давным давно для собственных нужд, так с тех пор и не менял.

Очень хорошо, что со справочником сошлось.

remoteworker Member

Здраствуйте!
Возможно ли снять ограничения реализации “все моменты и поперечные силы должны быть положительны”, и просьба добавить учет знаков для моментов и поперечных сил.

Admin Administrator

Здравствуйте, remoteworker.
Тут вот какое дело. Во-первых с точки зрения расчета как такового, знаки моментов и поперечных сил значения не имеют. Т.е. если у вас все M и Q отрицательные, то вы получите те же напряжения напряжения, что и в случае когда M и Q положительны. Думаю это всем понятно.

Во-вторых, не скрою, что указанные ограничения имеются лишь на словах и связаны с алгоритмом определения зоны отрыва подошвы. В общем, если у вас есть отрыв, то эксцентриситеты в обоих направлениях должны быть положительны, если отрыва нет и вся подошва обжата, то все должно работать корректно, даже если отдельные усилия отрицательные.

Требование, что бы эксцентриситеты были больше ноля, можно конечно, удовлетворить внутри программы сделав таким образом, что бы в случае если они отрицательные, то брались их абсолютные величины. Надо об этом подумать.

А вообще, этот расчет нуждается в доработке, мне кажется сюда можно бы добавить сравнение напряжений с расчетным сопротивлением и может быть проверку нескольких комбинаций нагрузок. Как считаете?

remoteworker Member Admin Administrator

Что вы имеете ввиду под словом "читабельный"? Добавить скобки вокруг отрицательных чисел? Это не сложно, могу добавить.

Полистал сайт программ GIPRO. Если смотреть на картинки производит приятное впечатление. Однако, войдите в мое положение, мне недостает времени детально изучать как и где оно устроено. Если бы вы более развернуто донесли до меня свои пожелания, может быть с каким-нибудь примером отчета, а не просто "вот вам сайт для примера" то дело бы пошло быстрее. Что скажите?

remoteworker Member

В принципе, если вы добавите учет знаков, то этого вполне достаточно для данного расчета.

Admin Administrator

Не очень понятно пишите. Учет знаков -- это скобки вокруг отрицательных чисел или вы имеете ввиду что-то более того?

5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

p ≤ R;


(5.50) pmax ≤ 1,2R;


(5.51) p c max ≤ 1,5R,


(5.52)

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил

,


(5.53)

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; Мх — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; Ix — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил

,


(5.54)

где Wx — момент сопротивления подошвы, м 3 ; ex = Mx/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента


(5.55)

или для прямоугольной подошвы

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента

,


(5.56)

где Мх, My, Iх, Iy, ex, ey, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

εu = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R < 150 кПа;

εu = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

εu = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε < 1/6 — трапециевидная (если ε = 1/10, соотношение краевых давлений pmin/pmax = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

Эпюры давлений под подошвой фундамента

Рис. 5.25. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии центральной и внецентренной нагрузки

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

,


(5.57)

где b — ширина подошвы фундамента; l0 = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l0 = 1,4).

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

,


(5.58)

где id — крен заглубленного фундамента; ci — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φII = 37°; cII = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета εu = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R0 = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:


м 2 .

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой


кПа < 1,2 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки


м,

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

Читайте также: