Строительство и архитектура \ Основания и фундаменты

Основания и фундаменты: Методические указания к практическим занятиям, страница 4

В расчетах по первой группе предельных состояний проводятся также проверки:

а) устойчивости фундамента против опрокидывания

M_u, (8)

Где M_u - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота, проходящей через крайнюю точку подошвы фундамента;

M_z- момент удерживающих сил относительно той же оси;

m - коэффициент условий работы в стадии эксплуатации; для нескальных оснований m = 0.8;

- коэффициент надежности по назначению (= 1.1);

б) устойчивости фундамента против сдвига по подошве

QQ_z, (9)

Где Q - сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига;

Q_z- удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил;

m = 0,9 - коэффициент условий работы;

_n= 1,1 - коэффициент надежности.

Удерживающая сила определяется по формуле:

Q_z= F_vI, (10)

где - коэффициент трения подошвы фундамента по грунту, принимаемый для глин во влажном состоянии 0,25, для сухих глин, суглинков и супесей 0,30, для песков 0,40, для гравийных и галечниковых грунтов 0,50.

Пример.

Для фундамента, показанного на рисунке 5, имеем:

b = 5; l = 12.5 м; A = 6.25 м².

Объем фундамента: V_ф= 2м³.

Объем грунта на уступах фундамента, считая от ЛТР (рис.5б);

V_г = 0,5м³.

Объем воды над фундаментом:

V_в = V_abcd– (V_ф+ V_г) = 5м³

Тогда расчетные веса равны:

G_I_ф= 1,1кН;

G_I_г= 1,2кН;

G_w= 1кН;

Общая расчетная вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента по (7) равна:

F_vI= 10200 + 5728,8 + 178,2+557,5 = 16664,5 кН

Момент равен:

M_I = M_I⁰+ F_hIh_ф= 1020 + (1,2= 1020 + 4800 = 5820 кНм

Момент сопротивления

W = м³

Напряжения по подошве равны:

P_ср= кПа;

P_max= P_ср+ кПа;

P_min= P_ср- кПа > 0

Расчетное сопротивление основания R определяется по формуле 3 при ширине подошвы фундамента b = 5:

R = 1.7кПа.

кПа

Таким образом, проверки (4…6) выполняются.

Проверяем условие устойчивости против опрокидывания (8).

Здесь M_u= M_I= 5820 кНм;

M_z=F_VI₌16664.5

кНм

То есть 5820 < 30299,1 – условие выполняется.

Проверяем условие устойчивости против сдвига по подошве (9):

Здесь Q= F_hI= 1200 кН

Q_z= F_VI= 0.30кН

кН

1200 < 4090,4 - условие также выполняется.

Практическое занятие № 4.

Тема. Расчеты фундамента мостовой опоры по II группе предельных состояний (по деформациям).

В расчетах по деформациям проводятся следующие проверки:

a) Проверка положений равнодействующей или относительного эксцентриситета; для случая действия на опору постоянных и временных нагрузок должно выполняться условие:

, (11)

где e- эксцентриситет равнодействующей;

- радиус ядра сечения.

Для прямоугольной подошвы фундамента

. (12)

b) Проверка осадки фундамента:

(13)

где S - осадка по расчету;

S_u – предельно допустимое значение осадки, см.

L- длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м (но не менее 25 м)

c) Проверка горизонтального смещения верха опоры, проверяется выполнимость условия

, (14)

где - смещение по расчету;

- предельно допустимое смещение (L в метрах,

- в сантиметрах).

Горизонтальное смещение рассчитывается по формуле:

-высота опоры;

-высота фундамента;

- крен

Для прямоугольного фундамента при действии момента в направлении ширины b крен равен:

, (16)

где и E коэффициент Пуассона и модуль деформации, средневзвешенные для всей сжимаемой толщи;

- момент относительно центра тяжести подошвы фундамента;

- коэффициент, принимаемый в зависимости от параметра формы подошвы по графику на рис. 6

Осадка фундамента (соответственно, и опоры моста) определяется от расчетных постоянных нагрузок для II группы предельных состояний, при = 1.

Расчет целесообразно выполнить в графоаналитической форме, в следующем порядке:

1. Вычертить в масштабе глубин схему фундамента и геологического строения основания.

2. Построить (слева от фундамента) эпюру природного давления грунта

3. Определить начальное уплотняющее давление по подошве фундамента:

(17)

4. Построить эпюру уплотняющего давления (справа от оси, в том же масштабе, что и эпюра ). Для этого толщу основания ниже подошвы фундамента разбить на расчетные слои h_iи определить уплотняющее давление на границе каждого слоя, по формуле: