Войти  |  Регистрация
Авторизация

Расчет основания буробетонных фундаментов



В основу предлагаемого метода расчета положена методика расчета массивных фундаментов глубокого заложения, в которой в качестве расчетной модели принята модель основания Винклера, характеризуемая коэффициентом постели. На базе проведенных экспериментальных исследований в предлагаемую методику внесены дополнения и уточнения применительно к работе внецентренно нагруженных буробетонных фундаментов.
Для характеристики жесткости основания используют коэффициенты равномерного с0 и неравномерного с сжатия, определяемые по формулам:
Расчет основания буробетонных фундаментов

Буробетонный фундамент рассматривается как жесткий, на который на уровне поверхности грунта действуют внешние нагрузки: вертикальная сила N, горизонтальная сила Q и момент M (рис. 2.37). Изменение коэффициента постели cz с глубиной для получения общих решений принимается произвольным. При этом подразумевается, что на уровне подошвы пяты фундамента cz=c.
Расчет основания буробетонных фундаментов

Под действием внешних нагрузок Q и M буробетонный фундамент поворачивается на угол θ вокруг оси O, пересекающей продольную ось фундамента на некотором расстоянии z0 от поверхности грунта. При этом на произвольной глубине z от поверхности грунта горизонтальное смещение фундамента yz и горизонтальное давление δz фундамента на грунт равны:
Расчет основания буробетонных фундаментов

В дальнейшем ввиду малости угла θ принимаем tgθ=θ=i, где i — крен фундамента. Положительные значения давлений δz означают, что эти давления действуют со стороны грунта на переднюю грань боковой поверхности фундамента, а отрицательные — на заднюю.
Наибольшее давление под подошвой фундамента
Расчет основания буробетонных фундаментов

Co стороны грунта на подошву фундамента передаются как нормальные, так и касательные напряжения Последние определяют по выражению
Расчет основания буробетонных фундаментов

Для определения неизвестных величин Z0 и i составим условия равновесия сил, действующих на фундамент. Приравнивая нулю сумму проекций этих сил на ось у и сумму моментов их относительно точки A, лежащей на уровне поверхности грунта, получаем соответственно:
Расчет основания буробетонных фундаментов

Подставляя в уравнения (2.83) и (2.84) выражения σz, pmax и т из формул (2.79)—(2.81), получаем:
Расчет основания буробетонных фундаментов

Решая уравнения (2 85) и (2.86), получим
Расчет основания буробетонных фундаментов

После определения по формулам (2.87) — (2.91) глубины расположения оси О и крена фундамента, можно найти горизонтальные смещения фундамента и давления на грунт по передней и задней граням боковой поверхности фундамента и по его подошве по формулам (2 78)—(2.80).
Влияние вертикальных сил учитывается только при определении давлений под подошвой фундамента, значения которых в крайних точках подошвы равны:
Расчет основания буробетонных фундаментов

От закона изменения коэффициента постели Cz с глубиной зависят выражения (2.89)—(2.91), содержащие величины Ac, Sc и Ic. Для проверки принятой схемы расчета осадки сравним расчетные и экспериментальные данные. Расчетная вертикальная нагрузка принималась как произведение расчетного сопротивления грунта основания Ry определенного по СНиП 2.02.01—83, и площади опорной части фундамента А. Так, расчетное сопротивление R на уровне подошвы уширения опытных фундаментов составляет на площадках № 1 и 2 соответственно 0,285 и 0,191 МПа. Отсюда при A = 2,01 м2 вертикальная нагрузка на уровне подошвы уширения соответственно равна 573 кН и 384 кH. Далее определена осадка как условного фундамента s', так и фундамента с опорным уширением s. Результаты расчетов приведены в табл. 2 24, из которой видно, что осадка условного буробетонного фундамента дает удовлетворительную сходимость с осадкой по опытным данным.
Расчет основания буробетонных фундаментов

Достоверность расчета во многом зависит от принятого закона изменения коэффициента постели по глубине. В связи с этим рассмотрена целесообразность использования в расчетах двух законов изменения коэффициента постели с глубиной:
Расчет основания буробетонных фундаментов

Из выражений (2.93) и (2.94) видно, что на поверхности грунта в обоих случаях сz=0, а на глубине h величина имеет максимальное значение cz = c.
Подставив принятые значения cz в уравнения (2.89)—(2.91), получаем:
- для линейного закона изменения cz:
Расчет основания буробетонных фундаментов

- для нелинейного закона изменения cz:
Расчет основания буробетонных фундаментов

В соответствии с выражениями (2.76) и (2,77) коэффициенты равномерного и неравномерного сжатия для фундаментов опытных площадок 1 и 2 составляют соответственно c01 = 258/0,00521 = 49 500 кН/м3 и c02 = 161/0,01491 = 10 800 кН/м3; c1 = 2,68х49 500 = 133 000 кН/м3 и с2 = 2,68x10 800 = 28 900 кН/м3.
В табл. 2.25 приведены результаты сравнения расчетных значении крена, определенных по формулам (2.95) — (2.100), а также по СНиП, с результатами натурных испытаний внецентренно нагруженных буробетонных фундаментов. Как видно, учет влияния сил бокового отпора грунта существенно сказывается на расчетных значениях крена. При этом наилучшая сходимость расчетных и опытных значении крена отмечается при использовании нелинейного закона изменения коэффициента Cz с глубиной. Так, на площадке №1 расчетные значения крена с учетом линейного и нелинейного распределения коэффициента постели с глубиной отличаются в среднем соответственно на 54 и 33 %.
Расчет основания буробетонных фундаментов

Как видно из приведенных в табл. 2.25 данных, при учете слоистости грунтов площадки № 2 расчетные значения крена существенно приближаются к опытным. Так, при линейном и нелинейном распределении коэффициента постели по глубине разница между расчетными и опытными значениями крена в среднем уменьшается соответственно от 54 и 33 % (без учета слоистости) до 42 и 11 % (с учетом слоистости).
На основании полученных данных можно заключить, что методика расчета крена с учетом нелинейного закона распределения коэффициента постели по глубине дает удовлетворительную сходимость расчетных данных с опытными данными как для однослойного основания, так и для двухслойного. При этом характер реактивных эпюр но боковой поверхности фундаментов и места расположения их осей вращения близки к экспериментальным.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent