Что произойдет с фундаментом при p рпр

5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Б. 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; p_max — 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

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; М_х — 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; I_x — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

где W_x — момент сопротивления подошвы, м 3 ; e_x = M_x/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

или для прямоугольной подошвы

где М_х, M_y, I_х, I_y, e_x, e_y, 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:

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

ε_u = 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 ε = 1/10, соотношение краевых давлений p_min/p_max = 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.

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

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

где i_d — крен заглубленного фундамента; c_i — 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; φ_II = 37°; c_II = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета ε_u = 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 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

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

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Предельное равновесие в точке и положение поверхностей скольжения. Расчетное сопротивление грунта.

Давление Р от веса надземной части сооружения и собственного веса фундамента рассеивается в массиве грунта. Равнодействующую R раскладываем на две составляющие s и t, s — сжимают частицы грунта друг к другу и разрушить их практически не могут (частицы грунта – кварц, полевой шпат и т.д.) sразруш»2000 кг/см 2 »200 Мпа – таких напряжений под фундаментом практически не возникает.

Р

s R

Значит разрушение грунта происходит от действия сил t. Под действиями данных сил частицы грунта смещаются относительно своих контактов, зерна попадают в поровое пространство, происходит процесс уплотнения грунта с возникновением в некоторых областях поверхностей скольжения. (t_пр)

t

tпр –определяется экспериментально. Предельное сопротивление грунта сдвигу (сдвиговый прибор).

j

s

Как же происходит разрушение грунта ?

одноосное s₂ s₂

сжатие

a a_пр -?

поверхность

Вырежем из массива грунта призму

b=45-

Общее напряженное состояние грунта можно характеризовать кругом Мора.

2a_пр =90 + j

t

ta

Ðb=45- — угол между

s2 aпр a s1 sa

площадкой сдвига и

линией действия наибольших

При a = 90 о

s2 s2

s1 s1

на площадку действует

главное нормальное

напряжение t= 0 — сдвиг —

b b

При Р_пр — происходит выпор грунта из-под подошвы фундамента, т.е. развитие пластических деформаций в огромной области

При Р £ R считают по линейной зависимости (теория упругости).

При достижении интенсивности давления Р_кр-1 в отдельных точках под подошвой, прежде всего под краями фундамента, возникают зоны предельного равновесия (пластических деформаций t).

b

P_kp-1 = f(j, c, g, h) – довольно малая величина.

В расчетах приняли, исходя из практики строительства, допускать давление на грунт, при котором зоны пластических деформаций под краями фундамента достигнут глубины ¼ b.

Отсюда понятие R – расчетное сопротивление грунта

Считать по этой формуле трудоемко, поэтому ее несколько изменили (в таком виде она имеется в СНП 2.02.01-83*, формула 7), введя условия совместности работы основания и сооружения.

d₁=h₁+h₂ ; d_b £ 2м при В £ 20м ; d_b= 0 при В>20м

Приведенная глубина заложения фундамента; Глубина подвала

Какова же тогда будет предельная нагрузка?

Р_пред – найдена для различных задач (Березанцев, Глушкевич, Соколовский и др.);

Р_пред – зависит от тех же величин, что и R.

Рпред= Ng

3 х — членная формула (пространственная задача)

q = g_oh — пригрузка ; с – сцепление

При Р_пред происходит выпирание грунта, т.е. развитие пластических деформаций в огромной области.

Система поверхностей скольжения

1. Грунт в зонах сдвига не сжимается.

2. По всей зоне имеет место предельное равновесие.

Практически обычно решают 2-е задачи:

Задаются нагрузкой и из предельного состояния грунта в основании находят величину пригрузки q.

Задана пригрузка и, исходя из предельного состояния, находим интенсивность нагрузки.

Источник