Фундаменты неглубокого заложения.

Расчет несущей способности основания фундамента неглубокого заложения производится исходя из условия:

(8.1)

где F — вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании; γ_с,eq — сейсмический коэффициент усло­вий работы, принимаемый равным 1,0; 0,8; 0,6 для грунтов I, II и III категорий по сейсмическим свойствам, причем для сооружений, возводимых в районах с повторяемостью землетрясений 1, 2 и 3, значение γ_с,eq следует умножать на 0,85; 1,0 и 1,15 соответственно; γ_n — коэффициент надежности по назначению сооружения, прини­маемый в соответствии со СНиП 2.02.01 — 83 равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов; F_u,eq — вертикальная состав­ляющая силы предельного сопротивления основания при сейсмичес­ком воздействии.

Для ленточных фундаментов нагрузку и предельное сопротивле­ние основания, как обычно, рассчитывают для единицы их длины (l = 1).

Величину F определяют в соответствии с требованиями СНиП 2.02.07 —85.

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания F_u,eq, определяют с учетом следующих предпосылок. Счи­тают, что при расчете несущей способности нескальных основа­ний, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления по краям подошвы фундамента (рисунок 8.2) равны

p₀= ; (8.2)

p_b=p₀+ξ_γγb(Ф₂-К_eqФ₃), (8.3)

где ξ_q, ξ_c, ξ_γ – коэффициенты формы фундамента в плане, определяемые как

ξ_q=1+1,5 ; ξ_c=1+0.33 ; ξ_γ=1-0.25 (8.4)

(l — длина фундамента в направлении, перпендикулярном расчет­ному); Ф₁, Ф₂, Ф₃ — коэффициенты несущей способности, зависящие от расчетного значения угла внутреннего трения φ, определяемые по графикам на рисунке 8.3; γ' и γ — соответственно расчетные значения удельного веса слоев грунта выше и ниже подошвы фун­дамента; d — минимальная глубина заложения фундамента; с — расчетное значение удельного сцепления; К_eq — коэффициент, при­нимаемый равным 0,1; 0,2; 0,4 при сейсмичности площадки стро­ительства 7, 8 и 9 баллов соответственно. Если в формуле (8.3) Ф₂ < К_ечФ₃ то следует принимать p_b=p₀.

Формулы (8.4) применимы при условии 1 b/l 0,2. Если b/l< 0,2, то фундамент следует рассчитывать как ленточный, тогда ξ_q=ξ_c=ξ_γ=1. При b/l> 1 применяют следующие значения коэффи­циентов: ξ_q =2,5; ξ_c =1,3; ξ_γ=0,75, однако при этом необходимо произвести дополнительную проверку устойчивости основания в поперечном направлении.

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания F_u,eq определяют в зависимости от соотношения величин эксцентриситетов расчетной нагрузки е и эпюры предельного давле­ния е_и (рисунок 8.2):

при F_u,eq = 0.5bl(p₀+p_b); (8.5)

при e >e_u F_u,eq = . (8.6)

В свою очередь, значения соответствующих эксцентриситетов рассчитывают по формулам

e=M/F; (8.7)

, (8.8)

где F в М — вертикальная составляющая расчетной нагрузки и мо­мент, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок. Величины e и e_u рассматриваются с одинаковым знаком, так как при этом имеет место наиболее невыгодное для несущей способности основания сочетание действующих нагрузок.

При действии моментных нагрузок в двух направлениях расчет основания по несущей способности должен выполняться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении независимо друг от друга.

При расчетах оснований и фундаментов с учетом сейсмических воздействий допускается частичный отрыв подошвы фундамента от грунта, т. е. выход равнодействующей за пределы ядра сечения (е>b/6). При этом в плоскости действия момента требуется выпол­нение следующих условий: эксцентриситет расчетной нагрузки не должен превышать 1/3 ширины фундамента, т. е. ; сила пре­дельного сопротивления основания F_u,eqдолжна вычисляться для условной ширины подошвы фундамента, равной размеру сжатой зоны b_с=1,5(b—2е). Тогда максимальное краевое давление под подошвой фундамента с учетом его неполного опирания на грунт должно соответствовать условию

Рисунок 8.2. Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при сейсмическом воздействии

Рисунок 8.3. Графики для определения коэффициентов несущей способности основания при сейсмическом воздействии

, (8.9)

где b/6 < е <b/3; р_b определено по формуле (8.3), но для фундамен­та, имеющего условную ширину b_с. Остальные обозначения те же. При этих условиях формула (8.6) приобретает вид:

F_u,eq = 0.5b_clp_b. (8.10)

Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается лишь при проверке устойчивости зданий на опрокидывание и сдвиг по подо­шве фундамента, что почти всегда удовлетворяется. Проверка на сдвиг по подошве является обязательной при наличии действующих горизонтальных нагрузок в основном сочетании (подпорные стенки, глубокие подвалы и т. п.). В этом случае учитывается только трение подошвы фундамента о грунт, а коэффициент надежности γ_n в фор­муле (8.1) принимается равным 1,5.

Дата добавления: 2015-07-07