Расчет осадки монолитной фундаментной плиты
Расчет фундаментов и в частности осадки основания, возникающей при строительстве дома — занятие в принципе не сложное, когда известны характеристики ниже залегающих грунтов, уровень грунтовых вод и прочие данные. Но дело в том, что при строительстве одно — двухэтажного дома, так сказать для себя, геологоразведка, позволяющая узнать вышеуказанные характеристики — явление достаточно редкое.
Как правило люди в таких случаях делают фундамент на глаз, не сильно углубляясь в расчеты. Да и зачем заказывать инженерно-геологические изыскания, если почти все вокруг закладывают фундамент на глаз? Между тем стоимость бурения нескольких скважин на будущем участке строительства и анализ залегающих грунтов стоят не так уж и дорого по сравнению с общей стоимостью дома — 300-1500$ (в зависимости от размеров будущего дома, количества скважин и других факторов). К тому же знание геологии участка позволит принять наиболее оптимальный тип фундамента, что может дать значительно большую экономию.
Тем не менее я не могу запретить людям строить дома без проведения геологоразведки, а могу только предложить хотя бы упрощенно рассчитывать планируемый фундамент и в частности осадку основания.
Для расчета осадки основания (а значит и фундамента) нужно знать свойства залегающих ниже фундамента грунтов, но с геологоразведкой у нас туго, мы потому и монолитную фундаментную плиту планируем. Поэтому сначала выполним
Упрощенный расчет осадки фундамента
можно провести на основании следующих предположений:
1. Предположим, что ниже — на всю расчетную глубину — залегает все та же пористая глина, имеющая модуль упругости Е = 70 кг/см 2 (минимальное значение согласно «Методическим рекомендациям по сбору инженерно-геологической информации и использованию табличных геотехнических данных при проектировании земляного полотна автомобильных дорог, таблица 4) и удельный вес γ = 2.7 г/см 3 (там же, таблица 2). Соответственно давление от каждого метра вышележащего грунта составит σ1γ = 2.7·100 = 270 г/см 2 или 0.27 кг/см 2 .
2. Дополнительное вертикальное нормальное напряжение в слое грунта σq (возникающее от фундамента) изменяется равномерно от максимального значения непосредственно под фундаментом, где это напряжение равно q, до минимального на нижней отметке сжимаемой толщи.
3. Как правило нижняя отметка сжимаемого грунта принимается там, где σг = 0.1σф (при модуле упругости менее 100 кг/см 2 ).
Таким образом на глубине около 10.5 м давление от вышележащего грунта составит σ10γ = 0.27·10 = 2.7 кг/см 2 , даже если давление от фундамента на этой глубине будет составлять σq = 0.5q = 0.362/2 = 0.181 кг/см 2 , то все равно разница будет более 10 раз и тогда при толщине сжимаемого слоя грунта 10 м осадка составит:
s = βσсрh/E = 0.8·((1 + 0.5)/2)·0.362·1000/70 = 3.1 см Более точный расчет осадки основания
Хотя физические характеристики ниже залегающих грунтов нам по-прежнему неизвестны, но мы, полагая физические свойства ниже залегающих грунтов неизменными, можем воспользоваться данными таблицы 391.1 для определения значений вертикальных напряжений от фундамента на различной глубине, чтобы более точно выяснить границу сжимаемой зоны.
Для рассматриваемой фундаментной плиты соотношение сторон составляет
η = l/b = 16.6/11.4 = 1.456 ≈ 1.4 (чтобы не возиться дополнительно с интерполяцией)
1. Тогда на глубине z1 = 0.2·11.4 = 2.28 м вертикальное напряжение составит σ(z= 1.14)q = aqo = 0.972·0.362 = 0.351 кг/см 2 .
где 2z/b = 2z/11.4 = 0.4
Среднее значение вертикальных напряжений от фундамента составит
σ1zq = (0.362 + 0.351)/2 = 0.3565 кг/см 2 .
В свою очередь вертикальное напряжение от собственного веса грунта составит σ1zγ = 0.27·2.28 = 0.6156 кг/см 2 .
2. На глубине 4.56 м σ(z=2.28)q = 0.848·0.362 = 0.307 кг/см 2 , σ2zq = 0.329 кг/см 2 , σ2γ = 4.56·0.27 = 1.23 кг/см 2 .
3. На глубине 6.84 м σ(z=3.42) q = 0.682·0.362 = 0.247 кг/см 2 , σ3zq = 0.277 кг/см2, σ3γ =6.84·0.27 = 1.85 кг/см 2 .
4. На глубине 9.12 м σ(z=4.56)q = 0.532·0.362 = 0.193 кг/см 2 , σ4zq = 0.22 кг/см 2 , σ4γ = 9.12·0.27 = 2.46 кг/см 2 .
Как видим, на глубине 9.12 м вертикальные напряжения от фундамента будут более чем в 10 раз меньше вертикальных напряжений от выше залегающих грунтов, тогда
s = 0.8(0.3565 + 0.329 + 0.277 + 0.22)228/70 = 3.08 см
Если отметка грунтовых вод будет на отметке низа фундаментной плиты, это приведет к уменьшению вертикальных напряжений от вышезалегающего грунта до σ1γ = 2.7 — 1 = 1.7 г/см 3 . Это означает что следует рассматривать большую толщину грунта, чтобы выполнялось условие σq 2 , σ5zq = 0.17 кг/см 2 , σ4γ = 11.4·0.17 = 1.94 кг/см 2 .
тогда максимальная осадка основания (а значит и фундамента) составит:
s = 0.8(0.3565 + 0.329 + 0.277 + 0.22 + 0.17 )228/70 = 3.54 см
Как видим, даже при самых неблагоприятных обстоятельствах осадка основания все равно значительно меньше допустимой, впрочем для этого мы и принимали монолитную плиту в качестве фундамента.
Примечание: Для наглядности полученные данные расчетов для каждого слоя обычно сводятся к таблицу.
На этом пока все.
Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»
Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783
Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV
Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630
- Расчет конструкций . Фундамент . Расчет фундаментной плиты
- Расчет конструкций . Фундамент
Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).
Источник
Осадка плитного фундамента
| Страница 1 из 5 | 1 | 2 | 3 | > | 5 » |
27.02.2010, 16:09
27.02.2010, 16:14
27.02.2010, 16:21
27.02.2010, 17:36
Да почему? Вполне нормальная осадка.
Посчитайте весь вес здания:
в SCAD удалите основаниие и все что с ним связанно, закрепите здание в одной точке по Z или поставьте стержень на котором все здание стоит посмотрите реакцию или N от нормативных загружений.
Вычислите среднее давление под подошвой
Вес здания/площадь подошвы
От этого давления посчитайте осадку
Не забудьте что вы из котлована убираете грунт (если есть котлован)
По дополнительному напряжению= давление от веса здания — давление от грунта который был в котловане определите осадку глубину сжимаемой толщи.
Для больших плит и небольших нагрузок (ваш случай) наблюдается интересная картина. Рассеивания напряжений практически не происходит, но ввиду небольших давлений под подошвой толщина сжимаемой толщи получается вовсе незначительной. Потому и осадок особых не будет. И Выясниться что даже 1.5 см, полученные в Кросс-е — осадка больше чем получается по СНиП
Источник
5.5.5. Предельные деформации основания
Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:
а) технологических или архитектурных требований к деформациям 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.) sus ;
б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения suf .
Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям sus 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 условий s ≤ sus производится в составе расчетов сооружений 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 suf должны устанавливаться расчетом сооружения во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, выполняется при разработке типовых проектов сооружений для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью изменчивости сжимаемости основания в плане сооружения. Проверка соблюдения условия s ≤ suf в стадии привязки типовых проектов к местным грунтовым условиям является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций сооружений.
При разработке индивидуальных проектов сооружений, конструкции которых рассчитываются во взаимодействии с основанием, значения suf не требуется устанавливать. Указанные величины допускается не устанавливать и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникает усилий от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем).
Для упрощения расчета оснований по деформациям при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в процессе разработки типовых проектов сооружений по значениям sus и suf устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов:
- – предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов α E , соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения
или средней осадки основания сооружения ; - – предельную неравномерность деформаций основания Δs0 , соответствующую нулевой жесткости сооружения.
В типовых проектах рекомендуется указывать перечень грунтов (с указанием простейших характеристик их свойств, а также характера напластований), при наличии которых в основании сооружений не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.
Степень изменчивости основания αE определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению. Среднее значение модуля деформации грунтов основания 
в пределах плана сооружения определяется как средневзвешенное (с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения).
Зависимость предельных значений αE от среднего модуля деформации грунтов основания или от средней осадки основания сооружения 
используется преимущественно для протяженных жилых зданий.
Пример такой зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.31. Для облегчения вычисления средних осадок зданий при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в типовых проектах приводить их расчетные значения в виде 
, где k — коэффициент, зависящий от принятого конструктивного решения фундаментов и действующих на них нагрузок, кН/м.
ТАБЛИЦА 5.26. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ
| Сооружения | Относительная разность осадок | Крен iu | Средняя  или максимальная smax,u (в скобках) осадка, см |
| 1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом: железобетонным стальным |
0,002
0,004
(8)
(12)
из крупных панелей
из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов
0,0020
0,0024
0,0005
0,005
10
15
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции
на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
отдельно стоящее рабочее здание
0,003
0,003
0,004
0,004
0,004
40
30
40
30
25
Н ≤ 100
100 Н ≤ 200
200 Н ≤ 300
Н > 300
–
–
–
1/(2 Н )
1/(2 Н )
1/(2 Н )
30
20
10
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
радиобашни
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки)
–
0,002
0,0025
0,001
0,001
–
–
–
10
–
–
–
промежуточные прямые
анкерные и анкерно-угловые, промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных
специальные переходные
0,0025
0,002
0,0025
Примечания: 1. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в п. 3, принимаются равными 0,5 (Δs/L)u .
2. При определении относительной разности осадок Δs/L в п. 8 за L принимается расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками — расстояние между осями сжатого фундамента и анкера.
3. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %.
4. Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную неравномерность осадок (относительный выгиб) здания в размере 50 % соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в таблице.
5. Для сооружений, перечисленных в пп. 2—3, с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.
6. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания, отличные от указанных в таблице.
Значения Δs 0 u устанавливаются при разработке типовых проектов протяженных зданий на основе сопоставления неравномерных деформаций основания, вычисленных с учетом и без учета жесткости надфундаментных конструкций (соответственно Δs и Δs 0 ). Отношение Δs/Δs 0 зависит от приведенной гибкости здания λ = Lω или его участка λ1 = L1ω (где L и L1 — длина здания и участка его локального искривления; 
, здесь с — среднее значение коэффициента жесткости основания, равное отношению среднего давления на основание к его средней осадке; 
— приведенная ширина продольных фундаментов здания; EI — обобщенная изгибная жесткость поперечного сечения коробки здания). Пример указанной зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.32.
Перечень грунтов, при которых можно не рассчитывать деформации основания, устанавливается на основе полученных при разработке типового проекта зависимостей 
, При этом рекомендуется использовать соотношения между физическими и механическими характеристиками грунтов, приведенные в справочных таблицах (см. гл. 1).
Предельные значения деформаций оснований допускается принимать по табл. 5.26, если конструкции сооружений не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием, и в задании на проектирование не установлены значения sus .
ТАБЛИЦА 5.27. ВАРИАНТЫ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ, В КОТОРЫХ РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЯ ДОПУСКАЕТСЯ НЕ ВЫПОЛНЯТЬ
| Здания | Вариант грунтовых условий |
| Производственные: одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, со стальным или железобетонным каркасом на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей и т.п.), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно многоэтажные до 6 этажей включительно с сеткой колонн не более 6×9 Жилые и общественные прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича крупных блоков или панелей: протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно | 1. Крупнообломочные грунты при содержании песчаного наполнители менее 40 %, пылевато-глинистого — менее 30 % 2. Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности 3. Пески любой крупности, только плотные 4. Пески любой крупности, только средней плотности при коэффициенте пористости e ≤ 0,65 5. Супеси при e ≤ 0,65, суглинки при e ≤ 0,85 и глины при e ≤ 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2 6. Пески, кроме пылеватых, при e ≤ 0,7 в сочетании с пылевато-глинистыми грунтами моренного происхождения при e IL Рис. 5.32. Зависимость отношения Δs/Δs 0 от приведенной гибкости здания в целом λ (1) или его участка λ1 (2) |
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник