F £ Rbthobo, (3.36)
где F = Ao pmax - расчетная продавливающая сила (Ao — площадь многоугольника abcdeg); Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению; ho - высота сечения (от верха плиты до оси продольной арматуры); bo - среднеарифметическое значение верхнего и нижнего размеров грани пирамиды продавливания.
Для гибких фундаментных блоков и плит, нагруженных группами стоек или столбов, а также для сплошных плит под сооружением допущение о линейном распределении реактивных давлений по подошве может иногда привести к значительным ошибкам в определении размеров сечения и армировании фундаментов. Для таких фундаментов эпюры реактивных давлений грунта на подошву следует уточнять по теории расчета балок и плит на деформируемом основании.
Существует две группы методов расчета гибких балок и плит на деформируемом основании.
В методах первой группы используется гипотеза коэффициента постели Фусса-Винклера (Н.П. Пузыревский, А.Н. Крылов и др.), согласно которой осадки грунта в некоторой точке зависят только от давления в этой точке и не зависят от давлений, действующих по соседству, что не соответствует действительной распределительной способности грунта. Однако решения при использовании этой гипотезы получаются довольно простыми, а результаты расчетов во многих случаях оказываются достаточно близкими к таковым, полученным более строгими методами.
Гипотезу коэффициента постели используют для расчета сложных конструкций гибких фундаментов.
Вторая группа методов базируется на гипотезе упругого полупространства, учитывающей распределительную способность грунта в рамках линейной теории его деформирования по закону Гука. Для практических расчетов наиболее удобен и универсален метод В.Н. Жемочкина. Он применим как для расчета полос в условиях плоской задачи, так и для расчета балок в условиях пространственных задач.
На рис. 3.10 показана расчетная схема балки на упругом полупространстве по методу В.Н. Жемочкина. Здесь неизвестными в расчете являются силы Fi в опорных стержнях, вертикальные перемещения si и угол поворота ai в каком-либо сечении, принятом за начальное. Горизонтальный стержень поставлен для придания системе статической неизменчивости и никакой роли в расчетах не играет. Такая система соответствует смешанному методу расчета статически неопределимых стержневых систем. Для определения неизвестных этой системы составляют, во-первых, контактные уравнения совместности прогибов балки и осадок грунта в точках постановки опорных стержней. К контактным уравнениям добавляют два обычных уравнения статики, вытекающих из условия равновесия сил.
После решения системы исходных линейных уравнений и нахождения неизвестных Fi нетрудно по правилам статики найти изгибающие моменты и поперечные силы в любых сечениях фундамента.
Для расчета балок и плит на упругом полупространстве широко используются также табулированные решения М.И. Горбунова-Посадова и И.А. Симвулиди [3].
3.7. Особенности проектирования оснований и фундаментов
промышленных и гражданских зданий
Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений имеет ряд особенностей. Прежде всего, это связано с тем, что при малоэтажном строительстве нагрузки, передаваемые на основание, имеют существенно меньшие значения, чем в транспортных сооружениях. Это обуславливает возможность использовать, по сути, первые же с поверхности слои грунтов (исключая почвенно-растительный слой и, если возможно, насыпное грунты), так как их прочности, в общем и целом, оказывается достаточно для восприятия силового воздействия от надземных конструкций.
С другой стороны, при таком подходе появляется риск снижения надежности работы конструкций в целом по вине именно фундаментной части. Об этом свидетельствует и статистика. Если проблемы, возникающие при эксплуатации транспортных сооружений, например, мостов, виадуков, путепроводов, связаны в большинстве своем с дефектами пролетных строений (трещины, сколы), опорных частей, то опасное или недопустимое деформирование конструкций промышленных и гражданских зданий значительно чаще происходит в результате осадок или просадок оснований. Такая ситуация бывает спровоцирована целым рядом неблагоприятных свойств грунтов, залегающих с поверхности. Во-первых, верхние слои грунтов наиболее чувствительны к изменениям климатического или техногенного характера. Так, например, замачивание основания вследствие аварий водонесущих систем или повышения уровня грунтовых вод - и то и другое повсеместно наблюдается в крупных городах - приводит к резкому снижению прочности и повышению деформируемости грунтов. Особенно это опасно в просадочных грунтах. Неправильная эксплуатация зданий в многолетнемерзлых грунтах может вызвать деградацию мерзлоты, что приводит к большим значениям осадок при оттаивании, а в сезонномерзлых - увеличение глубины промерзания грунтов, и, как следствие, фундамент оказывается подвержен действию нормальных сил морозного пучения. Во-вторых, первые слои грунтов, залегающие с поверхности, обычно самые молодые в геологическом разрезе строительных площадок, следовательно, могут иметь высокую пористость и наиболее слабые структурные связи, т.е. изначально являются наиболее деформируемыми и малопрочными.
Другая особенность при устройстве фундаментов ПГС заключается в различной чувствительности несущих конструкций к неравномерности осадок основания в зависимости от конструктивной схемы зданий. Зачастую отдельные несущие элементы одного и того же здания опираются на собственные фундаменты, при этом их загрузка может происходить неравномерно. В случае достаточно близкого их расположения они оказывают взаимное влияние на напряженно-деформированное состояние основания, что не всегда учитывается при проектировании.
В заключение отметим широкое применение в ПГС гибких фундаментов, которые работают на изгиб, и в обязательном порядке подлежат расчету на прочность тела фундаментов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.