5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)
Б. ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:
где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.
Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле
где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; Мх — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; Ix — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .
Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду
где Wx — момент сопротивления подошвы, м 3 ; ex = Mx/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.
При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле
или для прямоугольной подошвы
где Мх, My, Iх, Iy, ex, ey, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.
Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.
Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:
εu = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R εu = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;
εu = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.
Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε ε = 1/10, соотношение краевых давлений pmin/pmax = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.
В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле
где b — ширина подошвы фундамента; l0 = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l0 = 1,4).
Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.
Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле
где id — крен заглубленного фундамента; ci — коэффициент неравномерного сжатия.
Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φII = 37°; cII = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета εu = е/l = 1/6.
Решение. По табл. 5.13 R0 = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:
м 2 .
Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).
Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой
кПа R = 900 кПа.
Эксцентриситет вертикальной нагрузки
м,
Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник
Внецентренно нагруженные фундаменты
Это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.
Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимается изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения определяются по формулам внецентренного сжатия.
Учитывая, что 
,
Приходим к более удобному для расчета виду:
, где
NII – суммарная вертикальная нагрузка, включая Gf и Gg;
e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;
b – размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.
Рис. 10.13. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.
Двузначную эпюру стараются не допускать, т.к. в этом случае образуется отрыв фундамента от грунта.
Поскольку в случае действия внецентренного нагружения максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента давление допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т.е.
, но 
В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей фундамента (рис 10.14), давление под ее угловыми точками находят по формуле:
Рис. 10.14. внецентренное загружение фундамента относительно двух глвных осей инерции:
а – смещение равнодействующих внешних сил; б – устройство несимметричного фундамента.
Поскольку в этом случае максимальное давление будет только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение удовлетворяло условию:
, но при этом проверяются условия:
; — на наиболее нагруженной части.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Источник
Внецентренно нагруженные фундаменты
При внецентренном загружении фундаментов различают два случая:
1. Момент действует постоянно.
2. Момент может менять направление вращения.
В случае 1 совмещают центр тяжести сечений свай в кусте с точкой приложения равнодействующей. Тогда свайный куст будет испытывать центральное загружение и его рассчитывают по формулам (9.3), (9.5)…(9.7).
В случае 2 число свай также определяют по формуле (9.5), как для центрально нагруженного фундамента, и увеличивают его на 20%. Далее определяют расчетную нагрузку, приходящуюся на каждую сваю (для разных свай — разные), и проверяют выполнение условия (9.7).
◊ Ростверк, загруженный моментом
В частном случае, когда действует один момент (весом ростверка, свай и грунта на нем пренебрегаем), напряженное состояние свайного фундамента показано на рис. 9.15. Напряжение в центре тяжести 
сваи равно:
. (9.8)
Рис. 9.15. К расчету внецентренно сжатого фундамента
Считая, что напряжения в свае распределяются равномерно по поперечному сечению, нормальная сила в свае равна:
. (9.9)
Здесь: 
— изгибающий момент, действующий на ростверк; 
— расстояние от центра тяжести всех свай (ц.т. свайного фундамента) до центра тяжести сваи; 
— площадь поперечного сечения одной сваи; 
— момент инерции свайного фундамента относительно (всех свай) относительно нейтральной оси:
; (9.10)
— число свай в фундаменте; 
— момент инерции сечения одной сваи относительно ее главной центральной оси.
Подставляя в (9.9) выражение (9.10), получим формулу для определения усилия в одной свае, расположенной на расстоянии 
от центра тяжести свайного фундамента:
. (9.11)
◊ Ростверк, загруженный сжимающей силой 
и двумя моментами 
и
В этом случае фундамент испытывает сжатие с косым изгибом и усилие, передающееся на 
сваю, вычисляется по формуле:
. (9.12)
◊ Размещение свай в ростверке при постоянном моменте
Если на колонну действует постоянный по направлению момент, то целесообразно спроектировать фундамент так, чтобы равнодействующая усилий проходила через центр тяжести свай.
Рис. 9.16. Приведение внецентренно загруженного фундамента к центрально загруженному
а) внецентренно загруженный фундамент; б) центрально загруженный фундамент
При этом усилия в сваях станут равными, и фундамент будет работать как центрально нагруженный. Для этого нужно сдвинуть центр тяжести свай относительно центра тяжести колонны на величину 
.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
В. Внецентренно нагруженные фундаменты
Это такие фундаменты, у которых равнодействующая внешних нагрузок (сил) не проходит через центр тяжести его подошвы.
Давление на грунт по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимается изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения определяются по формулам внецентренного сжатия.
Учитывая, что 
,
Приходим к более удобному для расчета виду:
, где
NII – суммарная вертикальная нагрузка, включая Gf и Gg;
e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы;
b – размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.
Рис. 10.13. Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.
Двузначную эпюру стараются не допускать, т.к. в этом случае образуется отрыв фундамента от грунта.
Поскольку в случае действия внецентренного нагружения максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента давление допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т.е.
, но 
В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей фундамента (рис 10.14), давление под ее угловыми точками находят по формуле:
Рис. 10.14. внецентренное загружение фундамента относительно двух глвных осей инерции:
а – смещение равнодействующих внешних сил; б – устройство несимметричного фундамента.
Поскольку в этом случае максимальное давление будет только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение удовлетворяло условию:
, но при этом проверяются условия:
; 
— на наиболее нагруженной части.
Дата добавления: 2015-02-28 ; просмотров: 1379 ;
Источник