В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов

Обновлено: 18.05.2024

ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Заложение фундамента – важная часть любого строительства, без которой не обходится ни одно построение. К этому процессу стоит подойти со всей ответственностью, ведь фундамент в прямом смысле слова является основой дома, и от качества его заложения зависит все строение. Существует много различий в процессе заложения, различающиеся как по форме, так и по используемым материалам. Рассмотрим фундаменты мелкого заложения, отличающиеся некоторыми конструктивными особенностями от обычного процесса.

В этом виде фундаментов учитывается глубина заложения и придается большое значение конструкции всего дома. Кроме того, процесс будет зависеть от видов грунта. Поэтому, при выборе вида фундамента, нужно определиться с проектом дома, и тем, сколько этажей будет намечено, будет ли иметь место цокольный этаж или подвальное помещение, и еще другие факторы, так или иначе влияющие на конкретный выбор.

Фундаменты мелкого заложения специально разработаны для экономии лишних трудовых ресурсов. При таком заложении не требуется глубокая укладка, как при свайном фундаменте, не нужны огромные траты денежных средств, как при ленточном фундаменте.

Сферой применения фундамента с мелким заложением являются малоэтажные строения, заложения для устранения вспучивания грунтов, которые возникают в основном в холодных климатических зонах.

Внешний вид такого фундамента очень похож на обычные фундаменты, но отличия в глубине заложения есть. Глубина расположения подошвы фундамента 30-70 см, что меньше классических видов заложения. С внешней стороны подошвы расположена вертикальная изоляция, а для регионов с суровым климатом такая изоляция ставится в горизонтальном положении относительно подошвы, в виде «крыльев».

Технология заложения мелкого фундамента подразделяется на:

Составляющие компоненты фундамента могут быть разными материалами:

Особенности фундаментов с мелким заложением заключается в первую очередь в экономии всех видов ресурсов. Не нужно рыть глубоких ям и траншей, не требуется использование толстой подошвы, состоящей из гальки и щебня. Экономится при этом и бетон. Так по сравнению с ленточным фундаментом, экономия составляет 60-80%. А трудозатраты и общая стоимость уменьшаются примерно в 2 раза.

Малое заглубление означает и то, что фундамент находится в слоях почвы, замерзающих зимой почти полностью, отсюда следует, что его нужно бережно утеплять. Этого добиваются добавлением утеплителей типа пеноплекса.

Фундаменты с мелким заложением хорошо подходят под здания с отсутствием отопления. Но основное применение — это для строительства небольших кирпичных построек или деревянных домов.

Устойчивость кранов

Под устойчивостью крана понимается его способность противодействовать опрокидывающим моментам.

Расчет устойчивости крана производится при действии испытательной нагрузки, действии груза (грузовая устойчивость), отсутствии груза (собственная устойчивость), внезапном снятии нагрузки и монтаже (демонтаже).

Расчет устойчивости производится в соответствии с нормативными документами, например, РД 22-145-85 «Краны стреловые самоходные. Нормы расчета устойчивости против опрокидывания». Соотношение между восстанавливающим и опрокидывающим моментами определяет степень устойчивости крана против опрокидывания. Для разных положений крана значения опрокидывающих и восстанавливающих моментов различны, так как изменяются значения действующих сил, их плечи и положение центра тяжести крана. Устойчивость крана должна быть обеспечена для всех его положений при любых возможных комбинациях нагрузок. К этим нагрузкам для передвижного поворотного крана относятся:

- вес поднимаемого груза;

- инерционные силы при пуске или торможении механизмов крана;

- центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана;

- сила давления ветра на груз и элементы крана.

Таким образом, различают грузовую устойчивость, то есть способность крана противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемыми весом груза, силами инерции, ветровой нагрузкой рабочего состояния, и собственную устойчивость — способность крана противодействовать опрокидывающим моментам при нахождении крана в рабочем (в том числе без груза) и нерабочем состояниях.

Условия проверки грузовой устойчивости (рис. 3.26,а): кран стоит на наклонной местности, подвержен действию ветра (по нормам для рабочего состояния) и поворачивается, одновременно тормозится спускаемый груз; стрела установлена поперек пути (при установке стрелы вдоль пути может одновременно происходить и торможение движущегося крана); на кран действуют вес груза, силы инерции, возникающие при торможении спускаемого груза и движущегося крана, силы инерции от вращения крана, ветровая нагрузка. Расчет устойчивости производится для всех вылетов.

3.26. Схема расчета устойчивости стрелового крана

Условия проверки собственной устойчивости (рис. 3.26, б): кран стоит на наклонной местности, вылет стрелы минимальный; кран подвержен только действию ветра (по нормам для нерабочего состояния). Расчет производится только для минимального вылета. Величина запаса устойчивости характеризуется коэффициентом устойчивости и устанавливается нормативными документами.

Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом крана с учетом дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, силы инерции, возникающие при пуске или торможении механизмов подъема груза, поворота или передвижения крана) и влияния наибольшего допускаемого при работе крана уклона, к моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра. Этот коэффициент должен быть не менее 1,15, то есть:

Ребром опрокидывания является линия, проходящая через точку контакта колеса и рельса, относительно которой кран стремится опрокинуться.

Коэффициентом собственной устойчивости называют отношение момента, создаваемого весом крана, с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой при нерабочем состоянии крана относительно того же ребра опрокидывания. Этот коэффициент также должен быть не менее 1,15.

Для определения числовых значений коэффициентов устойчивости необходимо определить силы, действующие на кран; плечи, на которых действуют эти силы и создаваемые ими моменты. На рис. 3.26, а показан железнодорожный кран в рабочем состоянии и действующие на него силы. Точка О представляет собой ребро опрокидывания, а точка цт — положение центра тяжести крана.

Силы, действующие на кран, и плечи этих сил следующие:

= Qcos — нормальная составляющая веса крана, действующая на плече (а+в) относительно ребра опрокидывания;

— составляющая веса крана, действующая параллельно плоскости вращения крана на плече h2;

— сила давления ветра, действующая на плече h1 на подветренную площадь крана Fk и зависящая от удельного давления ветра р при рабочем

W2 = pFг — сила давления ветра на подветренную площадь груза Fг, действующая на плече h3 при ветре рабочего состояния;

Gr — вес наибольшего рабочего груза, действующего на плече (L- в)cos + h3 sin ;

Gит— сила инерции груза при торможении, действующая на плече (L-в)cos+ + h3 sin ; величина этой силы равна:

где tт - время торможения, с;

vоп - скорость опускания груза, м/с, принимаемая как vоп=1,5 vп;

vп - скорость подъема груза, м/с;

Gив - центробежная сила груза, возникающая при вращении крана и действующая на плече h3 относительно ребра опрокидывания. Величина этой силы:

где ;

R – радиус вращения груза, м.

При вращении крана канат, на котором висит груз, под действием силы инерции отклонится от вертикали на угол . Следовательно, радиус вращения груза превысит вылет крана на некоторую величину с. Угол отклонения каната определится из равенства

откуда следует, что

а радиус вращения груза

Окружная скорость груза, м/с, составляет:

где n – скорость вращения крана, мин-1.

Теперь легко получить значение силы Gив:

Подставляя в исходную формулу центробежной силы полученные выражения легко убедиться, что:

Суммарный восстанавливающий момент равен сумме моментов, создаваемых силами Q, Gит, Gив, W1 и W2. Опрокидывающий момент создается силой Gг. Тогда коэффициент грузовой устойчивости может быть вычислен по формуле:

Угол наклона принимают равным для башенных строительных кранов примерно 1,5°, для железнодорожных, пневмоколесных, гусеничных, автомобильных и других подобных кранов, работающих без выносных опор, примерно 3°, при работе на выносных опорах — 1,5°.Нормами предусмотрена проверка коэффициента грузовой статической устойчивости, то есть устойчивости крана, находящегося только под воздействием весовых нагрузок (без учета дополнительных сил и уклона площади):

Коэффициент собственной устойчивости крана

где MQ — момент, создаваемый весом крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания;

Мв — момент ветровой нагрузки при нерабочем состоянии крана относительно ребра опрокидывания.

13. Расчет устойчивости против плоского сдвига производится по формуле:

где - сила трения, возникающая при давлении на грунт вертикальных нагрузок.

где Ктр- коэффициент трения, зависящий от угла внутреннего трения грунта, в котором находится фундамент.

- сумма сдвигающих горизонтальных сил, действующих на фундамент. В данном случае на фундамент действует одновременно 2 горизонтальные нагрузки Т и R. Поэтому необходимо определить их геометрическую сумму:

Фундамент устойчив против плоского сдвига.

Расчет фундаментов на устойчивость против глубинного сдвига производится по методу кругло-цилиндрических поверхностей скольжения. Для этого через угол подошвы фундамента проводят наиболее вероятную дугу кривой скольжения, затем полученную призму грунта разбивают на ряд отсеков, имеющих в полученном вертикальном сечении вид простых фигур: треугольников, трапеций. После этого находят вес каждого отсека и сносят векторы веса на кривую скольжения. Разложив каждый из этих векторов на составляющие: нормальную и касательную, определяют силы трения. Аналогично поступают и с вектором веса сооружения.

Затем определяют силы сцепления как произведение длины дуги L в глинистом грунте на величину сцепления С.

Получив значение сил, действующих на систему "грунт-сооружение", составляют выражение условия устойчивости по формуле

К= 1,5,

где М - момент сил, удерживающих систему против сдвига;

М - момент сил, сдвигающих систему "грунт-сооружение".

Устойчивость сооружения против глубокою сдвига считается обеспеченной, если при наиболее невыгодной поверхности скольжения соблюдается условие К 1,5. Для этого задаются другими положениями поверхностей скольжения, проводя из новых центров О1, О2 дуги, проходящие на чертеже через угол подошвы фундамента.

Проводим дугу поверхности скольжения с центра О1 :

М = ·R+ =220,67*9+0,017*14,8=1986,28 кНм;

К1= > 1,5.

В первом случае условие устойчивости фундамента против глубинного сдвига выполняется.

Схема к расчету фундамента на глубинный сдвиг изображена на рис.1.7.1

Проводим дугу поверхности скольжения с центра О2 :

М = ·R+ =478,4*10,9+19,1*0,017=5214,56 кНм;

К= > 1,5.

Во втором случае условие устойчивости фундамента против глубинного сдвига выполняется.

ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; рcmax — 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 (5.53)

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м2; 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, м4.

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

,(5.54)

где Wx — момент сопротивления подошвы, м3; 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

(5.55)

или для прямоугольной подошвы ,(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.

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)

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

,(5.58)

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

Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?

Центрально нагруженными называют фундаменты, у которых центр тяжести подошвы и внешней нагрузки находятся на одной вертикали (рис.Ф.9.26,а).

Внецентренно нагруженными называют фундаменты, у которых внешняя нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно центра тяжести подошвы фундамента (рис.Ф.9.26,б).

Рис.Ф.9.26. Центрально (а) и внецентренно (б) нагруженные фундаменты. Эпюры реактивных давлений под подошвой фундаментов при различном эксцентриситете внешней нагрузки

Для ленточных и столбчатых фундаментов из-за их большой жесткости реактивные (контактные) давления под подошвой принимаются распределенными равномерно у центрально нагруженных фундаментов или изменяющимися по трапецеидальному закону у внецентренно нагруженных фундаментов. В некоторых случаях при большой величине эксцентриситета внешней нагрузки эпюра реактивных давлений может иметь треугольное очертание.

Для характеристики формы эпюры реактивных давлений под подошвой фундамента используется величина относительного эксцентриситета вертикальной нагрузки на фундамент (рис.Ф.9.26).

При e = 0 эпюра реактивных давлений прямоугольная, при e <1/6 - трапециевидная, при e = 1/6 - реугольная с нулевой ординатой у менее загруженного края подошвы, при e > 1/6 - треугольная с нулевой ординатой в пределах части подошвы, то есть при этом происходит частичный отрыв подошвы от грунта. Последнее состояние допускается только на стадии монтажа строительных конструкций.

Методика проектирования центрально и внецентренно загруженных фундаментов мелкого заложения

Расчет фундамента мелкого заложения начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров, к которым относятся глубина заложения фундамента, размеры и форма подошвы. Затем для принятых размеров фундамента производят расчеты основания по предельным состояниям.

Определение глубины заложения фундамента. Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения, поэтому естественно стремление принять глубину заложения как можно меньшей.

Рис. Схемы напластований грунтов с вариантами устройства фундаментов: 1- прочный грунт; 2-более прочный грунт; 3-слабый грунт; 4-песчанная подушка; 5-зона закрепления

- минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории; глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 10. 15 см.

Глубина сезонного промерзания грунтов. d_f=k_hd_fn, где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, d_fn - нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м.

Внецентренно нагруженный фундамент. Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. При расчете давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей. р_max=(N_II/A)(1±6e/b), где N_II - суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах; А — площадь подошвы фундамента; е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы; b — размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей инерции прямоугольной подошвы фундамента, давление под ее угловыми точками находят по формуле. р с _max=(N_II/A)(1±6e_x/l±6e_y/b).

Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?

При = 0 эпюра реактивных давлений прямоугольная, при<1/6трапециевидная, при= 1/6реугольная с нулевой ординатой у менее загруженного края подошвы, при> 1/6треугольная с нулевой ординатой в пределах части подошвы, то есть при этом происходит частичный отрыв подошвы от грунта. Последнее состояние допускается только на стадии монтажа строительных конструкций.

Ф.9.27. В чем преимущество фундаментов с анкерами?

Фундаменты с жесткими анкерами применяются при действии значительных моментных нагрузок (крановых, ветровых), что позволяет уменьшить крен и отрыв подошвы (рис.Ф.9.27). В нескальных грунтах в качестве анкеров применяются забивные или буронабивные сваи диаметром 15-20 см и длиной 3-4 м, жестко соединяемые с плитной частью. В скальных грунтах анкеры представляют собой напрягаемые стержнис анкерными болтами.

Рис.Ф.9.27. Фундамент с анкерами: 1 - фундамент; 2 - арматура; 3 - анкеры

Ф.9.28. Как выглядят фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента?

На рис.Ф.9.28,а приведен фрагмент плана сборных фундаментов жилого здания, конструктивно выполненного из плит и фундаментных блоков. Марки плит обозначаются буквами Ф и числами, характеризующими ширину и длину плиты, разделенными точками (например, для оси АФ-14.24).

Плиты армируют одиночными сетками или плоскими арматурными блоками, собираемыми из двух сеток: верхней, имеющей маркировочный индекс К, и нижней С. В качестве рабочей арматуры применяется стержневая горячекатаная арматура из стали класса А-III.

Фундаментные стены выполнены из сплошных блоков марки ФБС. На участке в осях 1-2 часть фундаментной стены выполнена из кирпичной кладки (рис.Ф.9.28,б). В этом случае в месте примыкания кирпичной стены к стене из фундаментных блоков введены арматурные сетки, которые уложены в каждом ряду блоков.

Рис.Ф.9.28.(начало). План ленточных фундаментов и разрезы: 1 - гидроизоляция (обмазка битумом)

Рис.Ф.9.28 (окончание). План ленточных фундаментов и разрезы

В осях 3-4 фундаменты имеют разные отметки заложения. Переход одного участка фундамента к другому осуществлен уступами, отношение высоты к длине которых принимается не менее 1:2 при связных грунтах и 1:3 при песчаных грунтах. Высота уступа принимается равной высоте фундаментного стенового блока или железобетонной плиты, которые при необходимости допускается укладывать на слой тощего бетона.

Для устройства проемов под инженерные коммуникации оставляют проемы длиной не более 0,6 м, которые при необходимости заполняют кирпичной кладкой. При этом лежащий выше блок должен перекрывать проемы (рис.Ф.9.28,б).

На рис.Ф.9.28,б показана раскладка фундамента внешней оси. Как видно из этого рисунка, горизонтальная гидроизоляция устроена в двух уровнях: на расстоянии 10 см выше отмостки и 30 см от подготовки пола подвала. Внешняя поверхность подвальных стен защищена обмазочной изоляцией в два слоя.

Ф.9.23. Почему у некоторых фундаментов подошва выполняется наклонной?

Подобные фундаменты применяются в том случае, если на обрезе фундамента действует наклонная нагрузка. Наклонная нагрузка возникает от распорных конструкций без затяжки. Примером являются Г-образные рамы сельскохозяйственных зданий и арочные покрытия спортивных сооружений.

Фундаменты устраиваются в монолитном или сборном исполнении (рис.Ф.9.23) с углом наклона подошвы к горизонту не более 20° . Устройство наклонной грани устраняет возможность сдвига фундамента по подошве, повышая тем самым его устойчивость.

Рис.Ф.9.23. Фундамент с наклонной подошвой: 1 - цокольная панель; 2 - полурама; 3 - раствор; 4 - фундамент; 5 - подготовка

Ф.9.24. Для чего под подошвой фундамента устраивается песчаная подготовка?

Основное назначение песчаной подготовки - устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке котлована. При этом устраняется возможность смятия грунта и тем самым выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.

Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100-150 мм.

Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке переменной жесткости в плане (рис.Ф.9.24). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт концентрируются под бетонной частью подготовки.

Рис.Ф.9.24. Фундамент на промежуточной подготовке: 1 - эпюра контактных давлений; 2 - рыхлый песок; 3 - бетон; 4 - фундамент

Ф.9.25. В чем отличие напряженного состояния под столбчатыми, ленточными и круглыми в плане фундаментами?

Характер распределения напряжений в грунтах зависит от вида нагрузки, приложенной на его поверхности.

Под подошвой столбчатых фундаментов, имеющей очертание в плане в виде квадрата или прямоугольника, напряжения и деформации, возникающие в грунте от нагрузки, передаваемой фундаментом, распределяются в основании в условиях пространственной деформации. Поэтому для определения напряжений и деформаций в основании в этом случае следует использовать решение Буссинеска для сосредоточенной силы с интегрированием по площади квадрата или прямоугольника.

Под ленточными фундаментами мы имеем условия плоской деформации, поэтому для определения напряжений используется решение Фламана, полученное для линейной нагрузки с его интегрированием по ширине фундамента.

Для круглых в плане фундаментов, массив грунта под которыми находится в условиях осесимметричной деформации, используется решение Буссинеска с интегрированием для нагрузки, равномерно распределенной по кругу.

Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?

Ф.9.27. В чем преимущество фундаментов с анкерами?

Рис.Ф.9.27. Фундамент с анкерами: 1 - фундамент; 2 - арматура; 3 - анкеры

Ф.9.28. Как выглядят фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента?

Плиты армируют одиночными сетками или плоскими арматурными блоками, собираемыми из двух сеток: верхней, имеющей маркировочный индекс К, и нижней - С. В качестве рабочей арматуры применяется стержневая горячекатаная арматура из стали класса А-III.

Рис.Ф.9.28.(начало). План ленточных фундаментов и разрезы: 1 - гидроизоляция (обмазка битумом)

Рис.Ф.9.28 (окончание). План ленточных фундаментов и разрезы

Ф.9.26. В чем отличие центрально и внецентренно нагруженных фундаментов?

Ф.9.27. В чем преимущество фундаментов с анкерами?

Рис.Ф.9.27. Фундамент с анкерами: 1 - фундамент; 2 - арматура; 3 - анкеры

Ф.9.28. Как выглядят фрагмент плана и одно из сечений ленточного фундамента?

Рис.Ф.9.28.(начало). План ленточных фундаментов и разрезы: 1 - гидроизоляция (обмазка битумом)

Рис.Ф.9.28 (окончание). План ленточных фундаментов и разрезы

Центральное загружение фундамента или внецентренное?

Здравствуйте, такой вопрос, у меня в задании на курсовой дано здание с колоннами, под частью здания есть подвал, даны 2 расчетных сечения, первое это колонная среднего ряда в части здания с подвалом, второе - колонная крайнего ряда, но уже в части без подвала. Вопрос: фундаменты в этих сечениях расчитывать как центрально-нагруженные или внецентренно? Читала много и запуталась. П.С. фото задания прилагаю. Спасибо за ответы заранее

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФУНДАМЕНТА

Типы фундаментов, используемые в строительстве, различаются в зависимости от характера конструкций, которые планируется организовывать на их основании.

Внецентренно нагруженный фундамент требует усиления края несущей конструкции, так как основная нагрузка в подобном строении приходится именно на край.

Так, внецентренно нагруженный фундамент представляет собой несущую строительную конструкцию, которая характеризуется несовпадением центра тяжести площади ее подошвы и равнодействующей внешних нагрузок.

Такая ситуация влечет за собой определенную степень неустойчивости конструкции, которая должна быть учтена и скорректирована в ходе осуществления проектных работ: например, посредством использования такой технологии, как армирование.

ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ

ОТЛИЧИЕ ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА ОТ ДРУГИХ ТИПОВ

Основное отличие центрально нагруженного фундамента от внецентренно нагруженного в различных вариантах, включая использование такой технологии, как армирование, заключается в том, что в последнем случае максимальная нагрузка приходится на край несущей конструкции, что обусловливает дополнительные требования к ее несущей способности. В некоторых случаях такую способность необходимо усиливать для придания конструкции достаточной устойчивости, обеспечивающей возможность возведения на этом основании планирующегося к строительству здания.

Например, осуществить это усиление можно, прибегнув к армированию подошвы фундамента или установив колонну. Однако нужно понимать, что конструкции армируются в случае, если этого требует ситуация. Таким же образом складывается ситуация, если решено установить колонну: конкретный способ усиления несущей способности внецентренно нагруженного фундамента и необходимость его использования должна быть осуществлена непосредственно в ходе проектных работ после того, как произведен необходимый расчет.

ВЕРНУТЬСЯ К ОГЛАВЛЕНИЮ

РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА: НАЧАЛО РАБОТ

Схема внецентренно нагруженного свайного фундамента.

В целом порядок осуществления таких расчетов можно описать в виде алгоритма, состоящего из нескольких ключевых шагов. При этом проектирование должно вестись с учетом, что проектировщику необходимо тщательно следить не только за тем, чтобы все перечисленные этапы были произведены в ходе расчетов, но и за соблюдением их последовательности, поскольку нарушение одного из этих условий может привести к существенным ошибкам в проектировании. Такие ошибки, в свою очередь, повлекут за собой несоответствие фактических параметров спроектированного здания запланированным. Это потребует использования дополнительных дорогостоящих технологий, включая например, армирование.

Расчет внецентренно нагруженного фундамента должен начинаться с определения сил, действующих по периметру фундамента. Для удобства осуществления таких расчетов их обыкновенно приводят к конечному числу результирующих, которые отражают характер и интенсивность внешнего воздействия нагрузок на фундамент. При этом необходимо найти точки приложения результирующих сил к плоскости подошвы несущей строительной конструкции.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФУНДАМЕНТА

Второй этап представляет собой расчет характеристик самого фундамента. В частности, расчет площади несущей конструкции должен стать первым шагом в рамках алгоритма, аналогичного расчету площади центрального нагруженного фундамента, которая впоследствии будет скорректирована с учетом фактического характера нагрузок на конструкцию.

Схема не симметричного свайного фундамента с определением смещенного центра тяжести.

На этом этапе потребуется расчет эпюры давления грунта, которая представляют собой количественные характеристики степени интенсивности воздействия, оказываемого грунтом на фундаментальную конструкцию. На практике эпюра давления грунта может оказаться как однозначной, так и двузначной. Однако следует иметь в виду, что специалисты рекомендуют стремиться к тому, чтобы эпюра была однозначной, поскольку в этом случае вероятность отрыва подошвы несущей строительной конструкции от грунта оказывается более низкой.

Необходимо осуществить расчет характеристик давления на подошву рассчитываемого фундамента на предмет соотношения между максимальной и минимальной нагрузкой, предусмотренной в отношении указанной несущей строительной конструкции разработанным проектом. Так, одним из соотношений, которые надлежит принять во внимание, является частное от деления минимального и максимального значения напряжения, фиксируемого под подошвой внецентренно нагруженной фундаментальной конструкции.

Согласно действующим нормам, соотношение между указанными показателями зависит не только от характеристик здания, которое планируется к возведению на рассматриваемой строительной площадке, и воздействия природных факторов на рассчитываемую конструкцию, но и от наличия строительной техники на площадке.

Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.

Так, если в процессе строительства планируется организация крановой нагрузки на внецентренно нагруженную фундаментальную конструкцию, частное от деления минимального и максимального значения напряжения, фиксируемого под ее подошвой, должно быть не менее 0,25. Допускается также расчет значения, равного указанной величине. Если же воздействия строительной техники на рассматриваемый фундамент в процессе строительства не предусмотрено, достаточно того, чтобы указанное соотношение было больше 0. По аналогии с предыдущей рассмотренной ситуацией, допускается расчет значения, равного указанной величине.

Отрыв подошвы фундамента от грунта, в котором она устроена, чреват самыми неблагоприятными последствиями. При этом их перечень не исчерпывается снижением устойчивости здания, связанного непосредственно с самим фактом отсутствия полного прилегания 2-х рассматриваемых плоскостей. Дело в том, что наличие зазора между поверхностью несущей строительной конструкции и прилегающим грунтом обеспечивает возможность попадания воды в имеющуюся полость, что, в свою очередь, может повлечь за собой общее нарушение первоначальных свойств фундамента.

Читайте также: