ОиФ. 1. Виды оснований

• Название: 1. Виды оснований
• Анкор: ОиФ.doc
• Дата: 15.01.2018
• Размер: 9.63 Mb.
• Имя файла: ОиФ.doc
• Тип: Документы; #14062
• страница: 7 из 9

17. Показатели, характеризующие совместные деформации основания и сооружения.

Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

абсолютной осадкой основания s отдельного фундамента;

средней осадкой основания сооружения ;

относительной неравномерностью осадок двух фундаментов s/L;

креном фундамента (сооружения) i=(S₂-S₁)/L;



относительным прогибом или выгибом  f/L;

кривизной изгибаемого участка сооружения p;

относительным углом закручивания сооружения ;

горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) u.
18.Предельные деформации оснований.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.) - ;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения - .

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.

Проверка соблюдения условия s  производится при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций должны устанавливаться при проектировании на основе расчета сооружения во взаимодействии с основанием.

Значение допускается не устанавливать для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем).

При разработке типовых проектов сооружений на основе значений и следует, как правило, устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов, упрощающие расчет оснований по деформациям при их привязке к местным грунтовым условиям:

а) предельные значения изменчивости сжимаемости грунтов основания _Е, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения или средней осадки основания ;

б) предельную неравномерность деформаций основания соответствующую нулевой жесткости сооружения;

в) перечень грунтов с указанием их простейших характеристик свойств, а также характера напластований, при наличии которых не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.

Приложение 4 СНиП 2.02.01-83*.

30.Подбор площади подошвы центрального нагруженного столбчатого фундамента.

Подбор площади столбчатого центрально-нагруженного фундамента

Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:

где - суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с.

- значение расчетного сопротивления грунта, МПа,

-усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м³,

глубина заложения фундамента,м.

Определяем требуемые размеры подошвы фундамента:

Уточняем размеры фундамента:

Находим значение расчетного сопротивления грунтов основания:

где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием.

- коэффициент надежности, принятый равным 1,1 т.к. прочностные характеристики грунта

- коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента;

- коэффициент, при ;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

кН/м³- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

С_II, кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно по подошвой фундамента;

d,м - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола.

Определяем среднее давление, действующее под подошвой фундамента:

гдекН/м- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах.

Проверяем условие

Среднее давление под подошвой фундамента должно быть меньше или равно расчётному сопротивлению грунтов основания. Если условие не выполняется, то увеличиваем размеры подошвы фундамента на один или несколько модульных размеров и возвращаемся, уточняем глубину заложения и повторяем расчёт, если условие выполняется, то проверяем

экономичность принятого решения:

Условие выполняется, принимаем размер. Если условие не выполняется, то уменьшаем ширину подошвы фундамента на один или несколько модульных размеров и повторяем расчёт. Условие прочности самое главное.

36.Определение крена фундамента.

Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле СНиП 2.02.01-83*



где E и v- соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (значение v принимается по п.10); в случае неоднородного основания значения Е и v принимаются средними в пределах сжимаемой толщи в соответствии с указаниями п.11;

k_е- коэффициент, принимаемый по табл. 5;

N- вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;

е- эксцентриситет;

а- диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимается ;

k_m- коэффициент, учитываемый при расчете крена фундаментов по схеме линейно деформируемого слоя при а  10 м и Е  10 МПа (100 кгс/см²) и принимаемый по табл.

Коэффициент k_e

Коэффициент Пуассона v принимается равным для грунтов: крупнообломочных – 0,27; песков и супесей – 0,30; суглинков – 0,35; глин – 0,42.

Средние (в пределах сжимаемой толщи Н_с или толщины слоев Н) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунтов основания (и ) определяются по формулам:
;

;

где А_i- площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта; для схемы полупространства допускается принимать А_i = _zp,ih_i (cм. п.1), для схемы слоя – Ai = k_i - k_i-1 (cм. п.7);

E_i, v_i, h_i, - соответственно модуль деформации, коэффициент Пуассона и толщина i-го слоя грунта;

Н- расчетная толщина слоя, определяемая по п. 8;

n- число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи H_с или толщины слоя H.
40 Классификация свай по форме продольного сечения и способу изготовления..

По условиям изготовления сваи делятся на 2 группы: сваи, изготовленные заранее на заводе или полигоне (предварительно изготовленные) и затем погруженные в грунт, и сваи, изготовляемые на месте, в грунте.

В зависимости от расположения сваи в плане различают следующие виды свайных фундаментов: одиночные сваи, свайные кусты, ленточные свайные фундаменты и сплошные свайные поля.

Сваей называют погружённый в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Группы или ряды свай, объединённые поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты и балки, выполненные, как правило, из монолитного или сборного железобетона, называют ростверками. Ростверки воспринимают, распределяют и передают на сваи нагрузку от расположенного на фундаменте сооружения. Если ростверк заглублен в грунт и его подошва расположена непосредственно на поверхности грунта, то его называют низким свайным ростверком, если подошва ростверка расположена выше поверхности грунта – высоким свайным ростверком. Свая, погружаемые в грунт в готовом виде, в зависимости от материала, из которого они изготовляются, подразделяют на железобетонные, деревянные, стальные и комбинированные.

По форме продольного сечения – на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные), сваи с уширенной пятой;



Наиболее часто в настоящее время применяют призматические сваи сплошного квадратного сечения, квадратного сечения с круглой полостью и полные цилиндрические

В последнее время всё большее распространение находят пирамидальные сваи. Они изготовляются ненапрягаемыми с поперечным армированием ствола и с напрягаемым центральным старжнем без поперечного армирования, с углом наклона боковых граней от 1 до 13. Пирамидальные и трапецеидальные сваи, позволяющие за счёт наклона боковых граней полнее использовать несущую способность грунта, рекомендуется применять только как висячие при передаче на них преимущественно вертикальных вдавливающих нагрузок.

Деревянные сваи. Простейшая конструкция деревянной сваи представляет собой бревно с заострённым нижним концом. Верхний конец сваи снабжается стальным кольцом – бугелем, защищающим его от размочаливания во время забивки. При погружении сваи в грунты с твёрдыми включениями на её нижнем конце закрепляют стальной башмак.

Преимуществом деревянных свай является простота изготовления и небольшой вес, что облегчает их погружения в грунт. Недостаток - небольшая несущая способность, трудность погружения в плотные грунты и опасность загнивания древесины в условиях переменной влажности. Стальные сваи. Стальные сваи делятся на трубчатые и шпунтовые. В качестве стальных свай используют также двутавровые балки, швеллеры и другие прокатные профили.

Преимуществом стальных свай является возможность наращивания сваркой их длины по мере погружения в грунт, основным недостатком – подверженность коррозии, особенно в агрессивных водных средах.

Комбинированные сваи. Комбинированные сваи представляют собой сваи, составленные по длине из двух различных материалов. Чаще всего это комбинация деревянной части, которая помещается ниже уровня подземных вод, с бетонной или железобетонной верхней частью. Возможны сочетания железобетонных оболочек большого диаметра в верхней части с металлическими или железобетонными сваями внизу.

49. Виды расчётов свай и свайных фундаментов по предельным состояниям.

Виды расчётов по I ПС по несущей способности:

- по прочности материала свай и ростверков;

Расчет по прочности материала свай и свайных ростверков должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, СНиП II-23-81, СНиП II-25-80, для мостов и гидротехнических сооружений — СНиП 2.05.03-84 и СНиП 2.06.06-85.

- по несущей способности грунта основания свай;

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия

,                                      где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);

F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи

- по несущей способности основания свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стенки..).

Виды расчётов по II ПС по деформации:

- расчёт осадки свай и свайных фундаментов;

Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условия s ≤s_u

где s — совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т.п.);

s_u — предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83, а для мостов — СНиП 2.05.03-84.

- перемещение свай при действии горизонтальной нагрузки;

- расчёт свайного фундамента по трещиностойкости.

Расчет элементов железобетонных конструкций свайных фундаментов по образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, для мостов и гидротехнических сооружений — также с учетом требований СНиП 2.05.03-84 и СНиП 2.06.06-85 соответственно.
48.Расчёт свай и свайных фундаментов по предельным состояниям. Общие положения.

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:

а) первой группы:

по прочности материала свай и свайных ростверков;

по несущей способности грунта основания свай;

по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями грунта и т.п.:

б) второй группы:

по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок:

по перемещениям свай (горизонтальным u_p, углам поворота головы свай _p) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов;

по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

При расчете свайных фундаментов необходимо:

• 
  выбрать глубину заложения подошвы ростверка, тип, вид и размеры свай;
  
• 
  найти несущую способность сваи;
  
• 
  определить необходимое число свай в фундаменте и сконструировать ростверк;
  
• 
  произвести проверку нагрузки, приходящейся на каждую сваю;
  
• 
  определить осадку свайного фундамента (по II предельному состоянию).
  

При наличии результатов полевых исследований, несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний.

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия

,

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);

F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.

Расчетную нагрузку на сваю N, кН (тс), следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле

, где N_d — расчетная сжимающая сила, кН (тc);

M_x, M_y — расчетные изгибающие моменты, кНм (тcм), относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте;

x_i, y_i — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

х, у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.



При расчете на крайние сваи куста выдергивающих нагрузок должно выполнятся условие:Nmin≤Fdu/γk.