Фундаменты коэффициент постели это
(ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ ИНЖЕНЕРОВ)
От Автора:
«Книга инженера – строителя (для начинающих инженеров)» была создана мною при помощи «Конструктора сайтов Hostland.RU.», использовав при этом лишь небольшую часть возможностей конструктора: Заказать хостинг
8.11 Кратко о коэффициенте постели
Коэффициент постели грунта (C ) (или коэффициент жесткости грунта) — это коэффициент равный отношению давления приложенного к какой-либо точке поверхности основания (P ), к осадке (s ) возникающей от этого давления в этой же точке:
P — давления приложенное к поверхности грунта;
s — осадка в точке приложения давления;
C — коэффициент постели.
Единицы измерения коэффициента постели грунта: кН/м 3 , тс/м 3 , кгс/м3.
Упрощенно, смысл коэффициента постели заключается в следующем — коэффициент постели определяет величину усилия (в кН, кгс, тс), которое необходимо приложить к 1 м 2 поверхности грунтового основания, чтобы осадка грунтового основания составила 1 м.
Классической модель грунтового основания Винклера состоит из ряда не связанных между собой упругих пружин, закрепленных на абсолютно жестком основании. Согласно данной модели работы основания, грунт лишен распределительной способности , то есть деформации соседних с приложенной нагрузкой участков поверхности грунта отсутствуют (в реальности — присутствуют).
Приближенные значения коэффициента постели в справочниках имеют очень большой разброс. Приведем здесь, для фундаментов глубиной заложения до 10 м, ориентировочные значения коэффициента постели ( C ), взятые из СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы (прил.25):
Грунт
Коэффициент постели С (т/м3)
Текучепластичные глины и суглинки ( 0,75 I L 1 )
Мягкопластичные глины и суглинки ( 0,5 I L 0,75 )
Пластичные супеси ( 0 I L 1 )
Пылеватые пески ( 0,6 е 0,8 )
Тугопластичные и полутвердые глины и суглинки
Твердые супеси ( I L е 0,75 )
Пески средней крупности ( 0,55 е 0,7 )
Твердые глины и суглинки ( I L е 0,7 )
Источник
Фундаменты коэффициент постели это
Рис.3. Задание нагрузок на основание
Система выполняет следующие операции:
- — определение полей осадок грунтового и свайного оснований для существующих и проектируемых зданий в соответствии с заданными нагрузками и инженерно-геологическими условиями грунтов;
— определение границы сжимаемой толщи в соответствии с условиями различных нормативов;
— вычисление коэффициентов постели упругого (грунтового) основания С1 и С2 в соответствии с моделями грунта Винклера и Пастернака;
— вычисление разностей осадок, а также перекосов фундаментов существующих зданий с учетом влияния проектируемых сооружений.
Для выполнения вычислений производится триангуляция областей, ограниченных заданными контурами. В узлах триангуляции, шагом которой можно управлять, вычисляются все необходимые параметры.
В соответствии с приложенными нагрузками определяются осадки грунта под проектируемыми фундаментами и свайными ростверками. При этом учитываются положения действующих в Украине и России норм по проектированию оснований зданий и сооружений и свайных фундаментов – ДБН В.2.1-10:2009, СНиП 2.02.01-83, СП 50-101-2004, СП 22.13330.2011 и СП 24.13330.2011.
Вычисление осадок S производится методом послойного суммирования с использованием схемы линейно-деформируемого полупространства (задача Буссинеска) (Рис.4).
Рис.4. Изополя осадок и эпюра вертикального напряжения
Достижение границы сжимаемой толщи HС регулируется выполнением условия σzp = k*σzg с помощью задаваемого коэффициента глубины сжимаемой толщи k.
Вычисляются следующие слагаемые:
Если собственный вес грунта на уровне подошвы больше среднего давления под подошвой, то осадка S = 0.8*W3, иначе осадка S = 0.8*(W1 + W2).
Вычисление коэффициентов постели
Для вычисления коэффициентов постели используются усредненные (в пределах зафиксированной глубины сжимаемой толщи HС) значения модуля деформации EГР и коэффициента бокового расширения mГР. Эти значения вычисляются по формулам.
Коэффициент постели С1 вычисляется тремя методами.
Метод 1. Коэффициент постели С1 вычисляется на основании усредненных значений EГР и mГР по формуле:
Метод 2. Коэффициент постели С1 вычисляется по формуле Винклера:
Метод 3. Для определения коэффициента постели С1 используется формула метода 1. Отличие состоит в том, что для определения усредненного модуля деформации ЕГР3 вводится поправочный коэффициент u к величине модуля деформации i–того подслоя. Этот коэффициент изменяется от u1=1 на уровне подошвы фундамента до un=12 на уровне уже вычисленной границы сжимаемой толщи. Принято, что коэффициент u изменяется по закону квадратной параболы:
Кроме того, принимается, что дополнительное вертикальное напряжение по глубине распределено равномерно. Тогда
Суть метода 3 изложена в работах и состоит в том, что в действительности модуль деформации грунта по глубине нарастает. Не учет этого факта приводит к неоправданно завышенным значениям осадок, а, следовательно, и к заниженным значениям коэффициента постели С1.
Для методов 1 и 3 коэффициент постели С2 вычисляется по формуле:
Для метода 2 коэффициент постели С2 не вычисляется.
По результатам работы программы выполняется построение полей осадок, границ сжимаемой толщи, коэффициентов постели Пастернака и Винклера. Выполняется построение эпюр вертикальных напряжений в любой точке приложенной нагрузки (Рис. 4, 5).
Рис.5. Эпюра вертикального напряжения при различном распределении нагрузки вдоль свай
Расчет осадки свайного фундамента, как условного, строго в соответствии с нормами выполняется при K1, K2 = 0 и K3 = 1.
Если внешняя нагрузка на свайный фундамент задана на несколько уровней, то эпюра напряжений от нее будет иметь ступенчатый вид, отражающий уровни приложения соответствующих долей нагрузки. Так на Рис. 5-а показана эпюра вертикального напряжения при К1 = 0, К2 = 0, К3 = 1. На Рис. 5-б показана эпюра вертикального напряжения при К1 = 0.05, К2 = 0.9, К3 = 0.05. Причем, К2 разбит еще на 10 подуровней (количество подуровней может изменяться по желанию пользователя). На Рис. 5-в показана эпюра вертикального напряжения при К1 = 0.1, К2 = 0.6, К3 = 0.3.
По результатам вычисления осадок предоставляется возможность вычисления их разностей между существующими и проектируемыми фундаментами. Определяются также перекосы фундаментов существующих зданий, возникающие от проектируемых сооружений (Рис. 6). Перекосы вычисляются между парами точек, заданных пользователем.
Рис.6. Таблицы осадок и перекосов
Система ГРУНТ входит в состав таких программных комплексов как ЭСПРИ 2013, ЛИРА-САПР и МОНОМАХ-САПР.
ВЫВОДЫ. Система ГРУНТ позволяет производить экспертную оценку осадок, кренов и перекосов сооружений, как на естественном, так и на свайном основании и оценивать влияние проектируемых новых зданий на существующую окружающую застройку.
Авторы: Д.А. Городецкий, В.П. Максименко, Д.В. Медведенко, Е.Б. Стрелец-Стрелецкий
ООО ЛИРА САПР, Киев.
Источник
По какому методу рассчитывать фундаментную плиту и коэффициенты постели?
| Страница 1 из 3 | 1 | 2 | 3 | > |
Здравствуйте, уважаемые формучане!
Хотелось бы в который раз поднять тему о расчете фундаментных плит и коэффициентах постели. «В который раз», потому что данная тема поднималась на форуме не единожды, причем на данной ветке можно встретить сообщения 8-10 летней давности. По этой причине хотелось бы внести ясность в некоторые вопросы, руководствуясь современным опытом проектирования специалистов, а их на форуме не мало.
Начну с того, что передо мной встала задача – запроектировать плитный фундамент под жилой 3-х этажный дом. Из программ более-менее владею Лирой, поэтому считать решил в ней.
Итак.фундамент представляет собой плиту, толщиной 250мм, с несущими стенами техподполья (толщина стен также 250мм).
Собрал нагрузки на верх стен по СП, выполнил в Лире расчетную схему пластинами, приложил нагрузки (схема приведена во вложении).
Затем было необходимо смоделировать основание плиты.
В Лире основание моделируется при помощи коэффициентов постели. Каким образом правильно задать эти коэффициенты, какой из 3-х предложенных методов подсчета К.П. наиболее корректен? – с этими вопросами я и зашел на двг-форум… (на свою голову)))
Итак, я перешерстел все темы о коэффициентах постели двг-форума, просмотрел пособия по расчетам, статьи и т.п.
Самыми полезнымина данный момент мне показались следующие данные:
1)А.Г.Шашкин, К.Г.Шашкин:
Статьи http://www.georec.narod.ru/mag/T2/1.htm , http://www.georec.spb.ru/journals/03/20/20.htm
Пособие «Взаимодействие здания и основания: методика расчета и практическое применение при проектировании».
2) Созанович М.Е.:
«О некоторых аспектах расчетов фундаментов» (есть в даунлоаде — http://dwg.ru/dnl/3540 )
3) Многочисленные комментарии специалистов по данной теме (в случае чего, могу и их привести)
Исходя из вышеизложенного материала, я сделал следующий вывод: для того чтобы считать основания зданий и сооружений получать корректные результаты, на данный момент наиболее логично использовать следующие модели расчета:
1. Двухконстантная модель Пастернака (с двумя коэффициентами постели)
2. Моделирование объемными конечными элементами (ОКЭ)
Прошу спецов подтвердить, правильный ли я сделал вывод??
Теперь вопросы по моделям:
1) Модель Пастернака:
— считаю коэф-ты постели вручную по формулам из пособия Созановича(либо по Шашкину) и вбиваю их по всей площади плиты в Лире, верно так делать?
— нужны ли законтуренные элементы и каков их смысл? (судя по Созановичу не нужны, Шашкин пишет что их неучет –это ошибка в расчете)
— как определить грубину сжимаемой толщи? По СП 50-101-2004, пункт 5.5.41,по схеме линейно-деформируемого полупространвства?
2) Объемные конечные элементы (ОКЭ)
— какие задавать боковые границы и нижнюю границу? Методом подбора, до тех точек, в которых напряжения «до» и «после» загружения плитой не изменятся?
— моделировать нужно в 2 стадии? Сначала грунт загрузить собственным весом, а потом добавить плиту?
— нужно ли каким-то образом моделировать контакт «основание-плита» ?
Буду очень признателен за ответы, хотя бы на какие-то вопросы! Заранее Спасибо!
Источник
Коэффициент постели грунта (понятие и средние значения)
В данном случае работа грунта основана на классической модели основания Винклера.
- P — давления приложенное к поверхности грунта;
- s- осадка в точке приложения давления;
- К — коэффициент постели (иногда обозначают С).
Единицы измерения коэффициента постели грунта: кН/м 3 , тс/м 3 , кгс/м3.
Классической модель грунтового основания Винклера состоит из ряда не связанных между собой упругих пружин, закрепленных на абсолютно жестком основании.
Согласно данной модели работы основания, грунт лишен распределительной способности , то есть деформации соседних с приложенной нагрузкой участков поверхности грунта отсутствуют (в реальности — присутствуют).
Смысл коэффициента постели (упрощенно):
Коэффициент постели определяет величину усилия в кН (кгс, тс), которое необходимо приложить к 1 м 2 поверхности грунтового основания, чтобы осадка грунтового основания составила 1 м.
Средние значения коэффициента постели грунтов
Согласно справочнику проектировщика под ред. Уманского А.А:
| Наименование грунта | кН/м 3 | |
| мин. | макс. | |
| Крупнообломочный грунт | 50 000 | 100 000 |
| Песок крупный и средней крупности | 30 000 | 50 000 |
| Песок мелкий | 20 000 | 40 000 |
| Песок пылеватый | 10 000 | 15 000 |
| Глина твердая | 100 000 | 200 000 |
| Глинистые грунты пластичные | 10 000 | 40 000 |
| Песчаник | 800 000 | 2 500 000 |
| Известняк | 400 000 | 800 000 |
Согласно справочному пособию по сопротивлению материалов под. ред. Рудицына:
| Наименование грунта | кН/м 3 | |
| мин. | макс. | |
| Песок свеженасыпанный | 1 000 | 5 000 |
| Глина мокрая, размягченная | 1 000 | 5 000 |
| Песок слежавшийся | 5 000 | 50 000 |
| Гравий насыпной | 5 000 | 50 000 |
| Глина влажная | 5 000 | 50 000 |
| Песок плотно слежавшийся | 50 000 | 100 000 |
| Гравий плотно слежавшийся | 50 000 | 100 000 |
| Щебень | 50 000 | 100 000 |
| Глина малой влажности | 50 000 | 100 000 |
| Грунт песчано-глинистый, уплотненный искусственно | 100 000 | 200 000 |
| Глина твердая | 100 000 | 200 000 |
| Известняк | 200 000 | 1 000 000 |
| Песчаник | 200 000 | 1 000 000 |
| Мерзлый грунт | 200 000 | 1 000 000 |
| Твердый скальный грунт | 1 000 000 | 15 000 000 |
Согласно учебнику «Основания, фундаменты и подземные сооружения» под.ред. Сорочана Е.А (для расчета подпорных стен):
Источник