Расчет осадки сооружения методом послойного суммирования. Величина деформации основания, определяемая расчетом

 Практическая работа№8

Расчет осадки сооружения методом послойного суммирования

При расчете оснований по деформациям (осадкам) исходят из условия, что расчетная величина абсолютных осадок основания S должна быть равна или меньше предельной величины осадок основания S_пр

где S – величина деформации основания, определяемая расчетом;

S_пр – предельная величина деформации основания для данного сооружения (таблица 4)

Предельные величины деформаций оснований зданий и сооружений устанавливаются нормами, исходя из предельных деформаций надфундаментных конструкций, гарантирующих от появления недопустимых при нормальной эксплуатации сооружений трещин и повреждений, а также изменений проектных уровней и положений. 

Величина деформации основания в расчетной практике определяется по методу послойного суммирования деформаций отдельных слоев, для каждого из которых устанавливается свое значение модуля деформации с учетом природного состояния горной породы рассматриваемого слоя. Расчетная формула имеет вид:

S ,

                                                                                        i=1               i=1                      ^E_i

Где n – количество элементарных слоев в границах активной зоны основания; σ_I – дополнительное давление в середине i-го слоя;        E_i – модуль деформации горной породы i-го слоя;        h_i – толщина i-го слоя;

       β – безразмерный коэффициент, корректирующий упрощенную схему расчета, принимаемый равным 0,8 для всех видов горных пород.

Расчет деформаций оснований методом послойного суммирования производится в следующей последовательности:

1.  На геологический разрез площадки наносятся контуры фундамента с заданными  размерами в плане и глубинной заложения.

2.  Толща ниже подошвы фундамента делится на элементарные слои в пределах некоторой ограниченной глубины, ниже которой деформациями горных пород можно пренебречь из-за их малости. В целях достижения требуемой точности расчета толщину элементарного слоя принимают не более 0,2 ширины фундамента, т.е.

 , где l – меньшая сторона фундамента.

3.  Строится эпюра природного давления по глубине сжимаемой толщи основания (практическая работа №5). На рисунке 1 она приведена слева от оси.

4.  Определяются природные давления на границах выделенных элементарных слоев (σ_Zi^g).

5.  Определяются дополнительное давление на отметке подошвы фундамента, которое равно:

. где Р – среднее давление под подошвой фундамента от действия нормативной нагрузки;         σ_Z0^g – природное давление на уровне подошвы фундамента.

b - ширина фундамента.    

7.  Определяем глубину залегания кровли  i-го слоя от подошвы фундамента

(Z_i).

8.  Определяем относительную глубину кровли  i-го слоя

2Zⁱ

                                                                                              m_i = .

b

9.  В зависимости от коэффициентов n и m по таблице 3 определяем коэффициенты изменения дополнительного давления в горной породе с учетом формы подошвы фундамента (коэффициента рассеивания напряжений α).

10. Определяем значения дополнительных давлений на границах элементарных слоев по формуле: σ_Zi =α⋅σ₀ .

11. На рисунке 1 откладываем по вертикали от подошвы фундамента в выбранном масштабе соответствующие значения дополнительных давлений на границах элементарных слоев и, соединив смежные точки, получим эпюру дополнительных давлений на глубине сжимаемой толщи основания.

12. Сопоставлением значений природного давления и дополнительного давления на границах элементарных слоев устанавливается нижняя граница сжимаемой толщи (мощность активной зоны), которая соответствует той глубине, на которой выполняется условие σ_i ≤ 0,2⋅σ_Zi^g .

13. Определяем дополнительное давление (σ_i), действующие в середине элементарных слоев (только для слоев, находящихся в пределах активной зоны):

σ_i = .

14. Определяется деформация каждого элементарного слоя, а затем величина полной осадки фундамента суммированием деформаций отдельных слоев по формуле 

S .

                                                                                    i=1               i=1                      ^E_i

Задание

Рассчитать осадку крупнопанельного бескаркасного здания имеющего ленточный фундамент. Ширина фундамента и нагрузка на фундамент представлены в таблице 2 Фундамент заглублен в горные породы на глубину 1 м. Строение пород основания приводится в практической работе №5. Модуль общей деформации для супесей E₁=10 МПа, мелких песков E₂=15 МПа, глин E₄=7 МПа, крупных песков E₄=25 МПа.

Расчет напряжений вести в МПа с точностью до 4-го знака после запятой