Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОСНОВАНИЯ




Под несущей способностью основания понимают ту пре­дельную нагрузку, которую можно передать от сооружения. Раз­личают два вида несущей способности основания:

а) по условию предельной величины деформации только за счет его уплотнения, это так называемое начальное или крити­ческое давление , соответствующее началу образования зон сдвига в грунте и распространению их на глубину не более 0.25b;

б) предельную несущую способность, равную пределу проч­ности основания, после чего наступает полное его разрушение (предельное давление).

Начальное критическое давление определяется по формуле Пузыревского [8.Гл. IV]. Его величина определяется как предел линейного деформирования основания, при котором начинает раз­виваться область разрушения грунта под краями фундамента [8] .

Первому критическому давлению соответствует расчетное давление на грунт (R), формула которого представлена в СНиП 2.02.01-83 (формула7 [1]).

Расчет оснований по несущей способности производят исходя из условия:

, (3.1)

 

где F – расчетная нагрузка на основание;

– сила предельного сопротивления основания;

– коэффициент условий работы,( );

– коэффициент надежности по назначению

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления скального основания вычисляется по формуле:

 

, (3.2)

 

где – расчетное значение предела прочности скального грунта на одноосное сжатие, кПа.


и – приведенная ширина и длина фундамента

; , (3.3)

где и - соответствующие эксцентриситеты нагрузки.

Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки определяется из условия:

, (3.4)

где и – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки в уровень подошвы фундамента;

–– Если , (3.5)

расчет производится по формуле 16 СНиП 2.02.03-85* [1].

–– Если , то производят расчет фундамента на сдвиг по подошве.

Расчет фундамента на сдвиг по подошве производят исходя из условия:

, (3.6)

где и – суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных и сдвигающих и удерживающих сил, определяемые с учетом активного и пассивного давления грунта на боковые грани фундамента;

и – обозначения те же, что в формуле (3.1).

Удерживающая сила для нескального основания определяется по формуле:

, (3.7)

где – сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость;

, (3.8)

где – собственный вес фундамента подпорной стены и грунта на его уступах;

– ширина фундамента подпорной стены в направлении сдвига;

, (3.9)


где – коэффициент пассивного сопротивления грунта

, (3.10)

– высота призмы выпора грунта

, (3.11)

где d – глубина заложения ;

b – ширина фундамента, подпорной стены в направлении сдвига;

– угол наклона задней грани подпорной стены к вертикали;

– угол трения грунта по задней грани стенки (при отсутствии трения );

– угол выпора грунта. Расчет производят для , и ;

При сдвиге по подошве ( ) вводят ограничения , ,

Для скального основания

, (3.12)

где – коэффициент трения. или

В случае многослойного основания с более прочным вер­хним слоем и центральной нагрузки на фундамент несущая спо­собность основания определяется в предположении, что фунда­мент условно заглублен до нижнего подстилающего слоя, а по боковой поверхности нижней ("грунтовой") части условного фун­дамента возникают силы сопротивления сдвигу грунта верхнего слоя основания. Исходя из этого несущая способность двухслой­ного основания складывается из несущей способности основания, представленного нижним слоем грунта и суммы сил сопротивле­ния сдвигу по грунту верхнего слоя.

Силы сопротивления сдвигу S определяются по формуле (3.13) или по методике, предложенной в пособии по проектирова­нию оснований зданий и сооружений [3] ,

 

, (3.13)

 

где – расчетное значение удельного веса грунта ни­же подошвы фундамента;

–глубина заложения фундамента;

–толщина верхнего слоя грунта под подошвой фундамента;

– фактическое давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок;

–коэффициент изменения напряжений по глубине под краем фундамента, используемый в методе угловых точек [1;3];

– коэффициент бокового давления грунта в сос­тоянии покоя применяемый: 0.3 – для крупнообломочного грунта;

0.4 – для песков и супесей;

0.5 – для суглинков;

0.7 – для глин.

3.1. Определить расчетное давление на грунт основания, сложенного суглинками с ; ; МПа под жилое здание с кирпичными стенами в беспод­вальной части. Глубина заложения фундамента h = 2 м, ширина его = 2 м.

3.2. Определить расчетное давление на грунт предыдущей задачи под жилое здание с кирпичными стенами в подвальной части. Глубина заложения фундамента h = 2 м. Глубина заложения от пола подвала – 0.5 м. Толщина подвала – 0.2 м. Ширина ленточного фундамента – 2м.

3.3. Определить расчетное давление на грунт основания, сложенного глинами с характеристиками ; ; ; МПа под каркасное здание с подвалом ши­риной 24 м. Отметка поверхности земли – 56.0 м; отметка по­дошвы фундамента – 54.00 м: отметка пола подвала – 55.00 м: толщина конструкции пола – 0.2 м. Размеры стаканного фундамента м. Грунтовых вод нет. Характеристики грунта определены в лаборатории. ( ; ; ).

3.4. Определить первое критическое давление на грунт, если основание сложено суглинками с характеристиками ; ; МПа; h = 1 м.

3.5. Найти предельную несущую способность основания под центром ленточного фундамента, загруженного вертикальной равномерно распределенной нагрузкой, если фундамент шириной 2,0 м,


заглублен в основание на 0,5 м и грунт имеет следующие характеристики , , МПа, МПа.

3.6. Найти предельное давление на основание по условию его максимально допустимой деформации для предыдущей задачи.

3.7. Проверить несущую способность основания, сложенного известняком, имеющим МПа. Фундамент размерами l = 3 м, b = 2 м воспринимает нагрузку = 2000 кН, = 800 кН- м. Момент приложен в плоскости большей стороны фундамента.

3.8. Определить несущую способность основания, сложенно­го песком средней крупности ; ; ; ; ; ; ; МПа; МПа. Размеры подошвы фундамента: l = 1 м; b = 2м. Глубина заложения фундамента h = 1 м. Уровень грунтовых вод расположен ниже подошвы фундамента на 4 м.

Сумма вертикальных нагрузок по обрезу фундамента = 400 кН; кН. Сумма горизонтальных нагрузок кН; кН. Сумма моментов всех сил ; . Момент приложен в направлении большей стороны фундамента – b. Коэффициент надежности .

3.9. По данным предыдущей задачи проверить прочность грунта под подошвой фундамента по условию его максимально-до­пустимой деформации.

3.10. Определить несущую способность двухслойного осно­вания ленточного фундамента, схема и геологический разрез которого представлены на рис. 3.1. Ширина подошвы фундамента b= 1 м. Глубина заложения фундамента h = 1 м. Толщина слоя суг­линка под подошвой фундамента h = 0.8 м. Нагрузка на 1 м пог. фундамента = 300 кН.

3.11. Определить несущую способность двухслойного осно­вания ленточного фундамента. Схема фундамента аналогична схеме на рис. 3.1. Верхний слой основания - песок мелкий ; МПа; . Подстилающий слой – супесь

; МПа; ; . Ширина подошвы фунда­мента b = 2 м. Глубина заложения фундамента h = 1.5 м. Толщина слоя песка под подошвой фундамента = 1 м. Нагрузка на 1 м пог. фундамента = 250 кН.

1) ; МПа; ; ;   2) ; МПа; ; ;

Рис. 3.1. Расчетная схема фундамента к задаче 3.10.

 

3.12. Определить несущую способность двухслойного осно­вания центрально-нагруженного прямоугольного фундамента. Вер­хний слой основания – супесь ; МПа; ; . Подстилающий слой – суглинок ; МПа; ; . Фундамент имеет размеры м. Глубина заложения фундамента h = 1.5 м. Толщина слоя супеси под подошвой фундамента = 0.6 м. Нагрузка на фундамент = 675 кН.

3.13. Определить несущую способность основания сложенно­го суглинками с ; ; ; ; МПа. Размеры подошвы фундамента l = 1.5м, b = 2м. Глубина заложения h = 1 м. Сумма вертикальных сил = 650 кН. Сумма горизонтальных нагрузок =320 кН, сумма моментов всех сил . Момент приложен в направлении стороны b = 2.0 м. Грунтовых вод нет.

3.14. Определить несущую способность основания, сложенного


мелкими песками с ; ; ; ; ; . Размеры подошвы фундамента l = 1.2 м, b = 1.5 м. Глубина заложения фундамента h = l.4 м. Здание имеет подвал. Глубина до пола подвала м. Уровень грунтовых вод на глубине h = 0,4 м от по­верхности земли. Сумма всех вертикальных нагрузок на фундамент = 380 кН, горизонтальных нагрузок в направлении стороны b – =120 кН. Сумма всех моментов в направлении стороны l – . То же в направлении стороны b – .

3.15. Определить несущую способность водонасыщенного глинистого грунта с ; ; ; ; ; ; . Глубина заложения фундамента h = 1.6 м. Размеры подошвы фундамента b = 1,6 м, l = 1.6 м. Нагрузки на фундамент следующие: = 400 кН, =100 кН., .

3.16. Произвести расчет по несущей способности основа­ния плитного фундамента монолитного здания с подвалом. Зда­ние расположено вблизи склона при наклонном падении слоев грунта в сторону склона.

Грунт основания: верхний слой - суглинок, подстилающий

- известняки с углом падения . Расчетные характерис­тики контактной зоны и , уделъний вес су­глинков . Ширина подошвы фундамента b = 9м, глу­бина заложения фундаментов d = 3 м.

Давление на основание в уровне подошвы – 250 кПа. Коэффициенты условий работ и надеж­ности по назначению приняты: ; ; . Схема фундамента и геологический разрез представлены на рис. 3.2.


Рис. 3.2. Схема фундамента к задаче 3.16

 

3.17. Определить активное и пассивное давление грунта для подпорной стенки с вертикальной задней гранью высотой 3 м. Грунт засыпки – песок ; ; .

3.18. Определить активное и пассивное давление грунта для подпорной стенки с вертикальной задней гранью высотой 5 м. Грунт засыпки – глина ; ; .

3.19. Проверить устойчивость массивной бетонной стенки с вертикальной задней гранью высотой h = 4 м и заглублением d = 1 м. Толщина стенки постоянна и составляет b = 0.8 м. Грунт засыпки – суглинок ; ; .

3.20. Проверить устойчивость массивной подпорной стенки с наклонной задней гранью высотой h = 5 м и заглублением d = 1.2 м. Толщина стенки у основания b = 2 м, по верхнему обрезу м. Грунт – суглинок ; ; .

3.21. Проверить бетонной подпорной стенки высотой h = 3 м постоянной толщины b = 0.6 м, стоящей на скальном основании Грунт засыпки – песок ; . Пригруз поверхности грунта за подпорной стенкой составляет .

3.22. Проверить устойчивость массивного железобетонного


фундамента размерами в плане м и глубиной заложения d = 1.5 м воспринимающего горизонтальную силу . Основанием фундамента является известняк. Грунт засыпки – песок ; .

3.23. Проверить устойчивость фундамента задачи 2.22., расположенного на глинистом основании с характеристиками ; ; .

3.24. Проверить устойчивость здания водонапорной башни массой 8000 кН, воспринимающей горизонтальную ветровую нагрузку на высоте 15 метров от поверхности земли . Сооружение имеет круглый плитный диаметром D = 4.5 м и глубиной заложения d = 1.2 м. Грунт основания – известняк.

3.25. Проверить устойчивость водонапорной башни из условия задачи 3.24. Грунт основания – суглинок с







Дата добавления: 2014-10-29; просмотров: 2430. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.021 сек.) русская версия | украинская версия