Расчет фундаментов по несущей способности (проверка устойчивости)

Расчет оснований по несущей способности является расчетом по первой группе предельных состояний и приводится при значительном горизонтальном усилии или расположении объекта вблизи свободного откоса. Целью этого расчета является обеспечение прочности и устойчивости основания. Расчет оснований по несущей способности производится на основное сочетание нагрузок, исходя из условия:

, где (13)

F – обобщённое расчётное усилие на основание;

g _с – коэффициент условий работы 0,9;

F_u – предельное сопротивление грунта;

g _n – коэффициент надежности по назначению сооружения 1,2.

Наиболее рационально оценивать устойчивость в зависимости от коэффициента запаса (К_з), т.о уравнение будет иметь следующий вид:

; (14)

.

Коэффициент запаса будет определён путём построения нескольких(3-4) КЦПС и их расчётом. Затем будет произведено сравнение полученных значений коэффициентов запаса, выбор минимального и сравнение его с допустимым.

Коэффициент запаса вычисляется по следующей формуле:

, где (15)

q_ci – давление передаваемое на i -й столбик под сооружением;

; (16)

; (17)

;

g _{гр i} – давление передаваемое по подошве i -го столбика от собственного веса грунта;

; (18)

p_i – противодавление по подошве i -го столбика (построение эпюры)

; (19)

b_i – ширина i-го столбика;

tgφ_i – угол внутреннего трения грунта по подошве i -го столбика;

l –длина фундамента;

е – эксцентриситет сил относительно оси проходящей через точку О;

Е_а – активное давление;

; (20)

Н – сила гидростатического давления;

.

Построение первой кругло-цилиндрической поверхности(R=16,62м) изображено на рис.6 и все данные занесены в таблицу 7.

Таблица 7. Расчет по КЦПС
i	qci	q гр i	pi	bi	sin α	cos α	tgφi	ci	M *	M **	M ***
т/м^2	м			град	т/м^2	т/м
	17,5	0,63	2,07	1,49	0,62	0,79	0,35	0,1	6,61	0,19	0,58
	17,5	1,75	3,19	1,77	0,52	0,86	0,48		11,71	0,00	1,60
	17,5	2,67	4,13	1,77	0,41	0,91	0,48		12,47	0,00	1,92
	17,5	3,35	4,82	1,77	0,31	0,95	0,48		12,97	0,00	1,83
	17,5	3,79	5,27	1,77	0,21	0,98	0,48		13,33	0,00	1,39
	17,5	4,06	5,54	1,77	0,09	1,00	0,48		13,58	0,00	0,63
	17,5	4,13	5,61	1,77	0,02	1,00	0,48		13,63	0,00	0,13
		7,43	5,51	1,51	-0,09	1,00	0,48		1,39	0,00	-0,98
		7,21	5,27	1,51	-0,21	0,98	0,48		1,37	0,00	-2,26
		6,84	4,89	1,51	-0,29	0,96	0,48		1,35	0,00	-3,02
		6,32	4,34	1,51	-0,39	0,92	0,48		1,32	0,00	-3,73
		5,53	3,55	1,77	-0,48	0,87	0,35	0,1	1,07	0,20	-4,75
		4,38	2,42	1,77	-0,59	0,81	0,35	0,1	0,98	0,22	-4,56
		2,36	0,93	1,77	-0,69	0,72	0,35	0,1	0,64	0,25	-2,90
		0,29		0,18	-0,75	0,66	0,35	0,1	0,01	0,03	-0,04
									92,44	0,88	-14,16

Пример расчета третьей строки:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

К=12,12.

Коэффициент запаса удовлетворяет условию (К≥1,33) Устойчивость сооружения обеспечена.

Строим вторую КЦПС с радиусом R=19,86м, изображённой на рис.8. Данные заносим в таблицу 9.

Таблица 7. Расчет по КЦПС
i	qci	q гр i	pi	bi	sin α	cos α	tgφi	ci	M *	M **	M ***
т/м^2	м			град	т/м^2	т/м
	17,5	0,59	2,03	0,98	0,75	0,66	0,35	0,1	3,62	0,15	0,44
	17,5	1,92	3,37	1,59	0,69	0,72	0,48		8,83	0,00	2,12
	17,5	3,25	4,73	1,59	0,62	0,79	0,48		9,65	0,00	3,18
	17,5	4,33	5,84	1,59	0,53	0,85	0,48		10,37	0,00	3,65
	17,5	5,20	6,73	1,59	0,45	0,89	0,48		10,88	0,00	3,75
	17,5	5,90	7,44	1,59	0,37	0,93	0,25	2,34	5,89	4,01	3,51
	17,5	6,45		1,59	0,29	0,96	0,25	2,34	6,07	3,89	3,00
	17,5	6,85	8,41	1,59	0,21	0,98	0,25	2,34	6,21	3,80	2,26
	0,0	10,52	8,69	1,66	0,12	0,99	0,25	2,34	0,75	3,91	2,13
	0,0	10,65	8,82	1,66	0,05	1,00	0,25	2,34	0,76	3,89	0,93
		10,68	8,84	1,66	-0,03	1,00	0,25	2,34	0,76	3,89	-0,62
		10,55	8,7	1,66	-0,12	0,99	0,25	2,34	0,76	3,91	-2,13
		10,29	8,43	1,66	-0,21	0,98	0,25	2,34	0,76	3,97	-3,55
		8,92	7,99	1,66	-0,29	0,96	0,25	2,34	0,37	4,06	-4,33
		7,35	7,35		-0,37	0,93	0,25	2,34	0,00	5,05	-5,51
		6,49	6,46	1,72	-0,47	0,88	0,25	2,34	0,01	4,56	-5,24
		5,46	5,41	1,72	-0,56	0,83	0,25	2,34	0,02	4,85	-5,25
		3,91	3,88	2,17	-0,66	0,75	0,25	2,34	0,01	6,73	-5,57
									65,70	56,68	-7,23

Пример расчета третьей строки:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

К=5,19.

Коэффициент запаса удовлетворяет условию (К≥1,33) Устойчивость сооружения обеспечена.

Повторяем вычисления для другой поверхности скольжения с радиусом R=23,11м изображённой на рис. 7, результаты заносим в таблицу 8.

Таблица 8. Расчет по КЦПС
q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	M**	M***
т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2
	17,5	0,58	2,02	0,76	0,83	0,56	0,35	0,1	2,39	0,14	0,37
	17,5	2,15	3,61	1,62	0,78	0,63	0,48		7,86	0,00	2,71
	17,5	3,90	5,4	1,62	0,71	0,71	0,48		8,81	0,00	4,46
	17,5	5,32	6,86	1,62	0,63	0,78	0,48		9,66	0,00	5,42
	17,5	6,50	8,07	1,62	0,56	0,83	0,48		10,28	0,00	5,89
	17,5	7,55	9,09	1,62	0,50	0,87	0,25	2,34	5,61	4,38	6,12
	17,5	8,47	9,92	1,62	0,42	0,91	0,25	2,34	5,90	4,18	5,80
	17,5	9,23	10,61	1,62	0,36	0,93	0,25	2,34	6,10	4,06	5,36
	0,0	13,22	11,16	1,66	0,28	0,96	0,25	2,34	0,82	4,04	6,05
	0,0	13,67	11,58	1,66	0,21	0,98	0,25	2,34	0,85	3,97	4,72
Продолжение таблицы 8
q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	q гр i	M**	M***
т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2	т/м^2
		13,92	11,82	1,66	0,14	0,99	0,25	2,34	0,87	3,92	3,22
		14,15	12,05	1,66	0,07	1,00	0,25	2,34	0,87	3,89	1,64
		14,18	12,1	1,66	0,00	1,00	0,25	2,34	0,86	3,88	0,00
		14,08	12,04	1,66	-0,07	1,00	0,25	2,34	0,85	3,89	-1,63
		13,42	11,9		-0,14	0,99	0,25	2,34	0,38	2,36	-1,87
		12,27	11,74		-0,17	0,98	0,25	2,34	0,13	2,38	-2,13
		11,50	11,51	1,17	-0,22	0,97	0,25	2,34	0,00	2,81	-3,03
		11,14	11,22	1,17	-0,28	0,96	0,25	2,34	-0,02	2,85	-3,59
		10,67	10,79	1,53	-0,33	0,95	0,48		-0,08	0,00	-5,32
		10,08	10,19	1,53	-0,41	0,91	0,48		-0,07	0,00	-6,27
		9,35	9,44	1,53	-0,47	0,88	0,48		-0,06	0,00	-6,71
		8,48	8,56	1,53	-0,53	0,85	0,48		-0,05	0,00	-6,88
		7,46	7,51	1,53	-0,60	0,80	0,48		-0,03	0,00	-6,87
		6,21	6,23	1,62	-0,67	0,74	0,48		-0,01	0,00	-6,73
		5,46		0,54	-0,71	0,71	0,35	0,1	0,06	0,08	-2,08
									61,97	46,84	-1,36

Пример расчета третьей строки:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

К=3,44.

Коэффициент запаса удовлетворяет условию (К≥1,33) Устойчивость сооружения обеспечена.

Дата добавления: 2015-11-16