Проектирование фундаментов по предельным состояниям

 

До 1962 г. фундаменты проектировали по допускаемым нагрузкам, а затем перешли к проектированию по предельным состояниям.

Сейчас в расчете оснований рассматриваются их предельные состояния по несущей способности (первое предельное состояние, согласно СНиП 2.02.01-83*) и по деформациям (второе предельное состояние). При этом оба вида указанных состояний между собой, как правило, не совпадают. Часто оказывается, что несущая способность грунтов по устойчивости еще далеко не исчерпана, а в осадках фундаментов уже достигнуто предельное состояние их развития. Поэтому расчет оснований по деформациям обычно считается основным, а расчету устойчивости грунтов чаще придают проверочный характер.

Такие осадки не допустимы

 

Р_пр – очень большое значение и не удовлетворяет величине предельно-допустимых осадок.

 

S ≤ SU

 

 

S – ожидаемая совместная осадка сооружения и основания по расчету;

S_U – предельно допустимая осадка основания и сооружения.

Величина S_U = f (чувствительности здания, технологических, архитектурных требований).

Пример технологических требований - фундамент турбогенератора

L= 40 – 50 м; S_ПР. – имеет min значение, т.к. даже при толщине плиты

h =1 м и L = 50 м конструкция все равно будет гибкой, испытывая прогиб или выгиб И такие деформации приводят к выводу машины из строя.

На величину S – влияет жесткость сооружения, уменьшая неравномерные осадки, однако до настоящего времени жесткость сооружения в расчет обычно не учитывается – что идет в запас расчета.

 

Под S – может быть: - абсолютная осадка;

- средняя осадка; (Sср)

- разность осадок; (ΔS)

- крен;

- прогиб

- выгиб; кривизна; угол закручивания;

- горизонтальные смещения.

 

Sср = (a₁F₁S₁ + a₂F₂S₂ +...+ a_nF_nS_n)/(a₁F₁ + a₂F₂ +...+ a_nF_n)

 

где a₁,a₂ ,a_n - количество одинаковых фундаментов, имеющих площади F₁ ,F₂ ,F_n - соответственно.

S₁,S₂,S_n – подсчитанные осадки.

Опыт строительства показывает, что легкие здания в однородных грунтах при согласованном залегании слоев, сжимаемость которых с глубиной уменьшается, получают осадки в 2-3 раза меньше предельных, и тогда нет необходимости рассчитывать осадку.

 

m_v1 > m_v2 >m_v3 > m_v4

mv1

mv4

mv3

mv2

P ≤ R

Необходимым и достаточным условием здесь будет выполнение неравенства:

 

 

где Р – фактическое среднее давление грунта под фундаментом;

R – расчетное сопротивление грунта основания

R = (γ_c1 γ_c2 / k) [M_γk_zbγ_II + M_qd₁ γ_II' + (M_q – 1)d_b γ_II'+M_cc_II] (1)

где, γ_c1 – коэффициент работы грунтового основания (1,1 – 1,4)

γ_c2 -коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием (1,1…1,4 для здания с жесткой конструктивной схемой; 1 – для здания с гибкой конструктивной схемой).

k – коэффициент надежности (1,1 – при определение характеристик грунтов по косвенным данным); (1 – при определение характеристик грунтов по непосредственным данным).

Mγ; Mq; Mc - эмпирические коэффициенты, зависящие от φ_II (расчетное значение угла внутреннего трения).

b – меньшая сторона подошвы фундамента(м);

γ_II'- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы фундамента;

γ_II – то же, но залегающего ниже подошвы фундамента;

c_II – расчетное значение удельного сцепления;

d_b – глубина подвала (м);

d₁ – глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом.

	d1=h2+h1γn/γII'

 

db   h2 h1

 

g_п – удельный вес конструкции пола подвала