12.1.3. Расчет фундаментов на естественном основании на воздействие горизонтальных деформаций (ч.1)
А. ЖЕСТКИЕ ФУНДАМЕНТЫ
Конструкции фундаментно-подвальной части зданий, проектируемых по жесткой конструктивной схеме, при воздействии перемещений грунта, вызванных относительными горизонтальными деформациями, рассчитываются на следующие нагрузки (рис. 12.2): tt — силы трения по подошве фундаментов в направлении продольной оси; ttn — то же, по подошве фундаментов примыкающих стен; tn — то же, по боковым поверхностям заглубленной части фундаментов; tg — нормальное давление сдвигающегося грунта на боковую поверхность заглубленной части примыкающих стен. Нагрузки ttn и tg от фундаментов примыкающих стен передаются в виде опорных реакций на элементы железобетонных поясов под продольными стенами.
Нагрузки на жесткие фундаменты определяют при следующих допущениях: относительные горизонтальные деформации принимаются постоянными по длине здания и определяются по формуле (12.1); расчетное перемещение грунта (см. рис. 12.2, в) в пределах здания (отсека) определяется по формуле (12,2); силы трения (сдвигающие силы) принимаются возрастающими пропорционально перемещению грунта относительно фундамента от нулевого значения на расстоянии x0 по оси отсека до предельного (см. рис. 12.2, в), равного сопротивлению грунта на срез; нормальное давление грунта считается пассивным и зависит от перемещения грунта относительно фундамента.
Учет собственных деформаций конструкций (растяжение продольных элементов поясов, прогибы фундаментов под примыкающими стенами, а также выгиб основания, вызывающий перераспределение отпора грунта под подошвой фундаментов) обеспечивает снижение расчетных усилий.
Расчет производим в следующем порядке. Определяем предельный сдвиг грунта для подрабатываемых территорий (см. рис. 12.2, в):
где 20 и 0,15 — коэффициенты, измеряемые соответственно в м и м 2 /кН; n — вертикальная нормативная нагрузка на основание, кН/м.
Расстояние х0 до сечения, где наступает срез грунта, находим по формуле
где εk — усредненная собственная деформация железобетонного фундаментного пояса; при деформациях растяжения εk = 1·10 –3
Силы трения грунта под подошвой фундаментов вычисляют по выражению
Усилия Nt определяем по формулам (см. рис. 12.2, д):
Для определения усилий Nn необходимо вычислить сопротивление грунта срезу tn по боковым поверхностям фундаментов:
где cn и kn — эмпирические коэффициенты [1].
Для определения усилий Ntn необходимо по формуле (12.5) вычислить предельные сопротивления грунта срезу под фундаментами поперечных стен. Так как qi = q , то ttni – tt = 48,5 кН/м и x0i = x0 = 8,8 м. Усилие Ntni (опорная реакция от i -й примыкающей стены), передаваемое на фундаментный пояс под стеной A , находим по формуле
где n — число стен, примыкающих к расчетному фундаменту по оси А на участке от l до х .
Характер эпюры Ntn представлен на рис. 12.2, е.
Для расчета усилий Ng необходимо вычислить предельное пассивное давление грунта (рис. 12.2, б);
.
Предельное обжатие грунта при пассивном давлении определяем по выражению
Eg и Ес — модули боковой деформации грунта ненарушенной структуры ( Eg = 0,5 E0 = 10 МПа) и грунта засыпки; а — средняя ширина пазухи между фундаментом и стенкой котлована.
Усилие Ngi (опорная реакция от i -й примыкающей стены), передаваемое на пояс под стеной А , вычисляем по формуле
где ki – коэффициент, учитывающий обжатие грунта:
(здесь хi — расстояние от оси отсека до i -гo фундамента); ξi — коэффициент, учитывающий возможность полного развития призмы выпора грунта по ее длине: 
[где
— расстояние между фундаментами (в свету) примыкающих поперечных стен со стороны призмы выпора]; εk — деформация пояса, принимаемая при растяжении равной 1·10 –3 , а при сжатии 0.
Когда отметка грунта значительно превышает отметку фундаментного пояса (например, при действии деформаций сжатия для наружных стен по рис. 12.2,б), часть нагрузки tgi следует передавать на цокольный пояс.
Усилия Ng вычисляем по формуле
Суммарное продольное усилие растяжения в любом сечении ленточного фундамента определяем по выражению
где 0,8 — коэффициент, учитывающий сочетание нагрузок.
Расчетные усилия в фундаментном поясе уточняем учетом распределения отпора грунта по подошве фундамента, возникающего на искривленном основании под жестким бескаркасным зданием. Выпуклость отпора грунта к краям отсека уменьшается, а к середине увеличивается (на вогнутости — наоборот). В результате расчетные усилия Nt на выпуклости при действии деформаций растяжения уменьшаются, а на вогнутости при действии деформаций сжатия, наоборот, увеличиваются по сравнению с расчетом без учета искривления основания.
В общем случае уточненное усилие 
определяем по формуле
где N‘t — дополнительное усилие в поясе, принимаемое на выпуклости при деформациях растяжения со знаком «минус», а на вогнутости при деформациях сжатия — со знаком «плюс».
Аналогичное влияние искривление основания оказывает на усилия Ntn .
Совместное действие нагрузок Ntn и Ng (см. рис. 12.2, а) вызывает изгиб элементов фундаментного пояса под поперечными стенами, под влиянием которого они получат прогиб. Вследствие этого уменьшится перемещение грунта относительно фундамента, а следовательно, и нагрузки ttn и tg . Прогиб элементов фундаментного пояса целесообразно учитывать при l/b >12, где l — длина пролета (полудлина отсека) (см. рис. 12.2, а) и b — ширина фундамента.
Пример 12.1. Рассчитать усилия в фундаментном поясе по оси А отсека пятиэтажного жилого дома с поперечными и продольными несущими стенами (рис. 12.2, а) при воздействии расчетных горизонтальных деформаций растяжения ε = 5·10 –3 (5 мм/м), направленных параллельно продольной оси отсека, и радиусе кривизны выпуклости ρ = 6 км (определен как для абсолютно жесткого здания) при следующих исходных данных: длина отсека (стена A ) 2l = 19,6 м, полудлина примыкающих стен l‘ = 2,7 м, шаг поперечных стен 3,2 м; нагрузка на основание под всеми продольными и пеперечными стенами n = 100 кН/м; грунты основания–суглинки с IL = 0,4 и нормативными характеристиками: φ = 21º; с = 25 кПа; E0 = 20 МПа; γ = 17 кН/м 3 . Здание имеет техническое подполье — заглубление фундаментов с наружной стороны h1 = 1,5 м, под внутренними стенами h2 = 0,5 м.
Расчетное сопротивление грунта основания R = 260 кПа; ширина подошвы всех фундаментов b = 40 см.
Решение. По формуле (12.3) определяем:
Расстояние х0 находим по выражению (12.4):
Силу трения грунта по подошве вычисляем по формуле (12.5):
Вычисленные по формулам (12.6) и (12.7) значения усилий Nt , кН, для различных сечений сводим в табл. 12.2.
| Сечение x , м | Nt | Nn | Ntn | Ng | N | 0,8N |
| 9,8 | 0 | 0 | 131 | 110 | 241 | 192 |
| 8,8 | 48,5 | 11 | 131 | 110 | 300,5 | 240 |
| 6,4 | 149 | 34 | 226 | 220 | 629 | 502 |
| 4,8 | 198 | 45 | 226 | 220 | 689 | 550 |
| 3,2 | 234 | 53 | 274 | 310 | 871 | 700 |
| 0 | 264 | 60 | 274 | 310 | 908 | 728 |
Приняв для суглинка средней плотности сn = 4 кН/м 2 и kn = 2,5 кН/м 3 , получим: tn = 11,1 кН/м. Величина tn составляет 22,8 % от tt В табл. 12.2 значения усилий Nn записаны в размере 22,8 % от Nt
Так как нагрузка на все стены одинаковая, то ttn = tt = 48,5 кН/м, а x0 для поперечных стен равно 8,8 м. Значения усилий Ntn вычисленные по формуле (12.10) при l‘ = 2,7 м, сводим также в табл. 12.2.
Для определения усилия Ng вычисляем:
кН/м.
При подработке территории более чем через 10 лет после окончания строительства для грунта засыпки пазух (суглинка средней плотности) принимаем: E = 3,7 МПа. Следовательно, при li = 1 м и a = 0,3 м
Используя эти данные, определяем усилия Ng и N , которые сводим в табл. 12.2.
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник
Как определить величину сдвига фундамента от горизонтальной нагрузки.
Уважаемые форумчане, как определить величину сдвига фундамента фундамента от горизонтальной нагрузки.
Фундамент шарнирно опертой рамы, вертикальная нагрузка 55т, горизонтальная 23т, с учетом ветра 31т. Высота фундамента от обреза до подошвы 1,8 м. Предварительно назначен размер плиты фундамента 4,2х2,7м толщина плиты 0,4м (исходя из того что бы фундамент не отрывало), смещение подколонника 0,3 м, вдоль длинной стороны внутрь здания. Отметка дневной поверхности грунта относительно верха подколонника -0,3м. Грунты: песок мелкий серо-желтый, средней плотности (геология прилагается) прочностные характеристики табличные.
При проверке на сдвиг, без учета пасивного давления, коефициент запаса для даного сочетания 1.1.
В расчетной схеме опора принята шарнирно неподвижная. Хочется проверить при данных условиях величину деформации сдвига фундамента.
Подскажите возможно что фундаментом передать на грунт такой распор и что грунт его воспримет без горизонтальных деформаций или для такой рамы сделать затяжку и не играться?
20.07.2017, 15:29
20.07.2017, 15:42
Такого не бывает.
Опора должна быть горизонтально податливая.
20.07.2017, 16:11
Расчет ведем по 1-му предельному состоянию, при к=0,95 получаем фи=32
sin 32 = 0.53
отношение горизонтальной нагрузки к вертикальной равно 31/( 55+1,8*4,2*2,7*2)=31/(50+40)=31/90=0,34
это условие проверял. Единственное что беспокоит, что в в момент нагружения грунт когда начнет включаться в работу на сдвиг фундамента то даст начальную деформацию, или не даст — этого я не знаю и боюсь, будет деформация или не будет (как бы грунт при включении в работу будет как бы обжиматься под фундаментом, следовательно будут расти напряжения, а если есть смена напряжения то и деформации должны проявляться).
21.07.2017, 00:19
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
21.07.2017, 08:34
Из сопромата — сдвиг, состояние. предшедствующее срезу.
То нет среза, т.е. нет «скольжения» подошвы фундамента по грунту, но деформация, обусловленная сдвигом, есть, в противном случае «в топку» рис. 9,1 СП 22. и всякие активные и пассивные давления.
=гор. перемещение/нагрузку, создающую это гор. перемещение.
Можно тем же коэф. жесткости, НО В ГОР. НАПРАВЛЕНИИ.
Вложения
 | 1000.docx (544.5 Кб, 79 просмотров) |
| 1001.docx (1.15 Мб, 67 просмотров) |
21.07.2017, 09:23
21.07.2017, 09:31
21.07.2017, 11:57
21.07.2017, 12:26
Прикинулся по формулам 15, 16, 22.
Для исходных данных: Е=2500тс/м2; для мелкого песка принял коэф. Пуассона мю=0.32; Сочетание: верт сила 55 тс; гор сила 30 тс.; верт сила со смещением от центра на 0,3м против направления поперечной силы; фундамент 4,2х2,7 м, расстояние от обреза фундамента до низа подошвы 1,8м.
Планирую в Лира задать опору для рамы пружинкой КЭ-56: в которой вертикальный коэф постели используя (14), поворотные обнуляю, а горизонтальные задам следующим образом с учетом поворота фундамента:
получил по (16): смещение, 4мм; дополнительное горизонтальное смещение обреза фундамента от поворота фундамента посчитанному используя (15) составило 2,2мм.
Следовательно в (22) подставляю дельту которая есть суммой перемещения по 16 и дополнительного перемещения обреза от поворота фундамента ( то есть 4мм+2,2мм). Поворотные жесткости обнуляю, так как принял что опора (условно) шарнирная.
Что скажите? Имеет место быть? Или проще задать фундамент плитой, прицепить к нему грунт а коэф. постели в горизонтальном направлении задать пружинками как : либо 0.7 от Kz, либо по (22) используя (16)?
15 мин. ——
Это при условии что на сдвиг проходит (для данного сочетания усилий проходит). А вообще если не проходит на сдвиг, то только затяжки либо утяжелять; уже подумываю делать затяжки — надежней как-то выглядит.
Может кто делал затяжки между фундаментами рам, поделитесь опытом, как проектировали; как сделали на стройке; как натягивали, каким усилием; какие материалы применяли ( листовая сталь, арматурная, тросы); как защищали от коррозии?
Источник