Принципиальная блок – схема расчета центрально нагруженного фундамента
1.
2.
3.
4.
Эти вычисления производим при известной R – которая сама зависит от А. ; следовательно, данную задачу можно решить методом последовательных приближений.
Найдя А – подбирают размеры сторон фундамента
.
После этого расчета производят конструирование фундамента (толщину подошвы фундамента и высоту ступеней – рассчитывают методом ж/б конструкций).
IV. Проектирование внецентренно нагруженных фундаментов.
Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к 3м составляющим в плоскости подошвы фундамента N, T, M.
1. Определяем составляющие
N, T, M.
запись в самом общем случае
Определив размеры фундамента, как для центрально нагруженного - (I приближение), и зная его площадь – А, найдем
.
(На сдвиг считаем, что фундамент устойчив).
Из сопротивления материалов известно: ,
Для фундамента прямоугольной формы подошвы:
.
,
- больший размер фундамента (сторона фундамента, в плоскости которой действует момент).
Согласно СНиП - при наличии крановой нагрузки
- для всех фундаментов, т.е. отрыв подошвы недопустим
- определяется исходя из условия развития зон пластичных деформаций с 2х сторон фундамента, при наличии же эксцентриситета e – пластические деформации будут с одной стороны. Поэтому
- при этом
.
Если же происходит отрыв подошвы, т.е. , то
- Необходимо уменьшить e – путем проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента).
1. Точку приложения равнодействующей принимаем в центре тяжести эпюры.
2. относительно данной точки
проектируем новый не симметричный фундамент (смещают только подошву фундамента).
Приходится решать задачу и при действии 2х моментов.
Тогда:
Если , то здесь также можно проектировать несимметричный фундамент.
Расчет фундамента при горизонтальной нагрузке.
В этом случае возможен:
- сдвиг фундамента;
- потеря устойчивости от выпирания грунта.
Расчет устойчивости фундамента при плоском сдвиге.
Для того чтобы возник Еп
величина - должна быть достаточно большой (
), поэтому в расчетах Епос не учитывают.
Eакт – так же не учитывают, так как оно действует с двух противоположных сторон (взаимное уравновешивание).
, где
- коэффициент трения фундамента по подошве о грунт.
Коэффициент устойчивости - ,
( в зависимости от характера нагрузок и ответственности сооружения).
Если - недостаточен, что делать?
Поступают так:
- задаются и определяют Nф – требуемый вес фундамента.
, иногда этот вес может быть очень большим.
Для увеличения веса при больших сдвигающих силах прибегают в мостостроении к устройству декоративных скульптур.
Но иногда учитывают и трение на боковой поверхности
Устойчивость фундамента вместе с массивом грунта (глубокий сдвиг).
Согласно теории предельного равновесия:
- см. механику грунтов.
Аналитическое решение довольно сложно, поэтому часто пользуются геометрическим решением, предполагая потерю несущей способности по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.
Задача аналогична устойчивости откоса.
Точка О – точка вращения круглоцилиндрической поверхности скольжения.
Коэффициент устойчивости:
( относительно точки О)
Поскольку т.о. – мы выбрали произвольно, то необходимо найти наиболее опасный центр вращения?
Расчет производят методом последовательных приближений min 5 раз, с выявлением наиболее вероятной поверхности скольжения с hmin.
.