Условие отрыва подошвы фундамента

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

Допустимый отрыв подошвы фундамента

Допустимый отрыв подошвы фундамента

Здравствуйте, коллеги. Данная тема обсуждалась уже несколько раз, но вопросов в ней больше, чем ответов (по крайней мере у меня). ИМХО, данная проблема изложена в нормативной литературе крайне мутно и не понятно и оставляет много неопределенностей, непонятностей и нелогичностей в данном вопросе. Итак, вот какие вопросы и проблемы хотелось бы поднять:
1. Частичный отрыв допускается только для фундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованием. А как быть с сооружениями (эстакады, рамы под оборудования и т.д.)? Допустим имеем отдельно стоящую П-образную раму. Можно ли допустить частичный отрыв подошвы в плоскости рамы? А из плоскости?
2. Можно ли здание с подвесным КРАНОМ 5т отнести к бескрановым и допустить для него частичный отрыв?Или нельзя (с одной стороны кран, с другой – подвесное транспортное оборудование небольшой грузоподъемности),
3. Отношение макс. к мин. давлению не должно превышать 0,25 для сооружений башенного типа. Что понимать под таким сооружением? Любую консольную стойку? А может ли не раскрепленная из плоскости рама рассматриваться как консоль (из плоскости)? А если ригель примыкает к стойке шарнирно, то можно и в плоскости каждую стойку рассматривать как консоль, т.е. сооружение башенного типа. Так?
4. Отношение макс. к мин. давлению не должно превышать 0,25 для грунтов с R 0.25 для любой отдельно стоящей стойки (а может даже и рамы) выглядит не совсем логично. При чем независимо от степени нагруженности (Rmax). А если применять его для одновременного действия двух моментов (см. п. 6), то можно получить огромные фундаменты под достаточно скромные нагрузки(с шестикратными запасами по опрокидыванию ). В общем физический смысл данных ограничений мне не до конца понятен, остается только догадываться (как вариант для увеличения жесткости опорного узла, снижения кренов и т.п.). Так вот, как Вы сами относитесь к требованиям (а точнее рекомендациям) данных пунктов (изложенных, в частности в пособии к СНиП по основаниям, п.2.207, п.2.208), всегда ли им следуете, и если нарушаете, то как к этому относится экспертиза.

С нетерпением жду высказывания по каждому из пунктов. Можно и по части пунктов высказаться В любом случае заранее спасибо всем откликнувшимся.

Допустимый отрыв подошвы фундамента
Допустимый отрыв подошвы фундамента Основания и фундаменты

Допустимый отрыв подошвы фундамента

Здравствуйте, коллеги. Данная тема обсуждалась уже несколько раз, но вопросов в ней больше, чем ответов (по крайней мере у меня). ИМХО, данная проблема изложена в нормативной литературе крайне мутно и не понятно и оставляет много неопределенностей, непонятностей и нелогичностей в данном вопросе. Итак, вот какие вопросы и проблемы хотелось бы поднять:
1. Частичный отрыв допускается только для фундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованием. А как быть с сооружениями (эстакады, рамы под оборудования и т.д.)? Допустим имеем отдельно стоящую П-образную раму. Можно ли допустить частичный отрыв подошвы в плоскости рамы? А из плоскости?
2. Можно ли здание с подвесным КРАНОМ 5т отнести к бескрановым и допустить для него частичный отрыв?Или нельзя (с одной стороны кран, с другой – подвесное транспортное оборудование небольшой грузоподъемности),
3. Отношение макс. к мин. давлению не должно превышать 0,25 для сооружений башенного типа. Что понимать под таким сооружением? Любую консольную стойку? А может ли не раскрепленная из плоскости рама рассматриваться как консоль (из плоскости)? А если ригель примыкает к стойке шарнирно, то можно и в плоскости каждую стойку рассматривать как консоль, т.е. сооружение башенного типа. Так?
4. Отношение макс. к мин. давлению не должно превышать 0,25 для грунтов с R 0.25 для любой отдельно стоящей стойки (а может даже и рамы) выглядит не совсем логично. При чем независимо от степени нагруженности (Rmax). А если применять его для одновременного действия двух моментов (см. п. 6), то можно получить огромные фундаменты под достаточно скромные нагрузки(с шестикратными запасами по опрокидыванию ). В общем физический смысл данных ограничений мне не до конца понятен, остается только догадываться (как вариант для увеличения жесткости опорного узла, снижения кренов и т.п.). Так вот, как Вы сами относитесь к требованиям (а точнее рекомендациям) данных пунктов (изложенных, в частности в пособии к СНиП по основаниям, п.2.207, п.2.208), всегда ли им следуете, и если нарушаете, то как к этому относится экспертиза.

С нетерпением жду высказывания по каждому из пунктов. Можно и по части пунктов высказаться В любом случае заранее спасибо всем откликнувшимся.

Допустимый отрыв подошвы фундамента
Допустимый отрыв подошвы фундамента Основания и фундаменты

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 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, l = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l = 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 R = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

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

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Допустимый отрыв подошвы фундамента
5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3) Б. ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

Ограничения по форме эпюры давлений по подошве фундамента

Современные нормы проектирования оснований фундаментов устанавливают ограничения по форме эпюры давлений по подошве фундаментов или, что одно и тоже, по размеру эксцентриситета равнодействующей.

Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподьемностью 75 т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранах грузоподъемностью свыше 15 т, для сооружений башенного типа (труб, домен и других), а также для всех видов сооружений при расчетном сопротивлении грунта основания R

Если нагрузка на полы расположена лишь с одной стороны фундамента, она учитывается как полосовая.

При действии местной (полосовой) равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q в виде полосы шириной b (рисунок 43) средние давления на грунт под подошвой фундамента, а также краевые давления должны быть увеличены на k_qq, где коэффициент изменения в толще грунта давления от нагрузки на полы k_q принимается по таблице 40 в зависимости от отношений z / b и y / b , в которых z и y – координаты точек, расположенных по вертикали, проходящей через рассматриваемую точку на подошве фундамента.

При действии местной равномерно нагрузки интенсивностью q распределенной по прямоугольной площади, например, для фундаментов расположенных в углу здания, дополнительные давления на грунт под подошвой фундамента следует определять по методу угловых точек (см. п. 3.5).

Пример 7.Определение давлений по подошве фундаментов от полосовой нагрузки на полах (см. рисунок 44). Фундаменты шириной b=2 м заглублены от пола помещения на d=2 м, нагрузка на полах интенсивностью q =50 кПа равномерно распределена по полосе шириной b =4 м. Полоса удалена от оси фундамента на L=3 м (считая от оси полосы).

Решение.Подсчет давлений выполним для трех точек подошвы фундамента:

1) для наиболее удаленной от полосовой нагрузки краевой точки, находящейся на расстоянии от оси полосы, равном y₁ = L + b / 2,

3) для наиболее близкой краевой точки y₃ = L – b / 2.

Давление в указанных точках находим для глубины z, равной глубине заложения фундамента z = d.

Давления определяются через коэффициент k_q, найденный по таблице 40.

Ограничения по форме эпюры давлений по подошве фундамента
Ограничения по форме эпюры давлений по подошве фундамента Современные нормы проектирования оснований фундаментов устанавливают ограничения по форме эпюры давлений по подошве фундаментов или, что

Источник