Расчет оснований по несущей способности
2.57.Целью расчета оснований по несущей способности являются обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Принимаемая в расчете схема разрушения основания (при достижении им предельного состояния) должна быть как статически, так и кинематически возможна для данного воздействия и конструкции фундамента или сооружения.
2.58.Расчет оснований по несущей способности производится исходя из условия
где F– расчетная нагрузка на основание, определяемая по указаниям пп. 2.5-2.8,
– сила предельного сопротивления основания,
– коэффициент условий работы, принимаемый:
для песков, кроме пылеватых = 1,0
для песков пылеватых, а также пылевато-глинистых грунтов
в стабилизированном состоянии = 0,9
для пылевато-глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии = 0,85
для скальных грунтов:
невыветрелых и слабовыветрелых = 1,0
– коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2, 1,15 и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II и III классов.
2.59.Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, сложенного скальными грунтами , кН (тс), независимо от глубины заложения фундамента вычисляется по формуле
расчетное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта, кПа (тс/м 2 ),
соответственно приведенные ширина и длина фундамента, м, вычисляемые по формулам:
соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента, м.
2.60.Сила предельного сопротивления основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, должна определяться исходя из условия, что соотношение между нормальными и касательными напряжениямипо всем поверхностям скольжения, соответствующее предельному состоянию основания, подчиняется зависимости
соответственно расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта (пп. 2.12-2.14).
2.61.Сила предельного сопротивления основания, сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами (при степени влажности 0,85 и коэффициенте консолидациис10 7 см 2 /год), должна определяться с учетом возможного нестабилизированного состояния грунтов основания за счет избыточного давления в поровой водеu. При этом соотношение между нормальнымии касательными напряжениями принимается по зависимости
где и – соответствуют стабилизированному состоянию грунтов основания.
Избыточное давление в поровой воде допускается определять методами фильтрационной консолидации грунтов с учетом скорости приложения нагрузки на основание. При соответствующем обосновании (высокие темпы возведения сооружения или нагружения его эксплуатационными нагрузками,отсутствие в основании дренирующих слоев грунта или дренирующих устройств) допускается в запас надежности принимать избыточное давление в поровой воде равным нормальному напряжению по площадкам скольжения (u=) или принимать значения и соответствующими нестабилизированному состоянию грунтов основания.
2.62.Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии,допускается определять по формуле (16),если фундамент имеет плоскую подошву и грунты основания ниже подошвы однородны до глубины не менее ее ширины,а в случае различной вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента интенсивность большей из них не превышает 0,5R ( R – расчетное сопротивление грунта основания,определяемое в соответствии с пп.2.41.-2.48):
Расчет оснований по несущей способности
Расчет оснований по несущей способности 2.57. Целью расчета оснований по несущей способности являются обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по
Источник: studfiles.net
Расчет фундамента по несущей способности основания
Целью расчета оснований по несущей способности является оценка прочности и устойчивости грунта-основания под подошвой фундамента от воздействия эксплуатационных нагрузок.
Восприятие нагрузки фундаментом сопровождается его осадкой, которая обусловлена уплотнением грунта и потерей его устойчивости, характеризуемой деформационными сдвигами слоев. Величина осадки (д) зависит не только от прочностных характеристик грунта, но и от значения прилагаемого усилия (F) (рис. 3), как у пружины, величина сжатия которой зависит от её жесткости и от приложенной силы.
На графике можно выделить типичные участки, характеризующие деформационно-напряженные процессы, проходящие в основании и сопровождающиеся перемещением и уплотнением грунта (рис. 4):
ОА – фаза упругих деформаций (рис. 4, а),
АБ – фаза уплотнения и местных сдвигов (рис. 4, б),
БВ – фаза сдвигов и начало бокового уплотнения (рис. 4, в),
ВГ – фаза выпора (рис. 4, г),
ГД – фаза преобладающего бокового уплотнения (рис. 4, д).
Наиболее востребованные фазы работы основания, которые используются в условиях строительства – ОА, АБ и начальная часть фазы БВ, где преобладающими являются упругие деформации основания. Каждому типу фундамента соответствует своя фаза деформаций:
ОА – для фундамента в виде плит, где давление на грунт невелико,
АБ – ленточный мелкозаглубленный фундамент,
АБ (конец) и БВ – столбчатый фундамент.
Остальные фазы работы основания (ГД) реализуются в основном при создании свайных фундаментов, применяемых в индустриальном строительстве (забивные сваи).
При возведении столбчато-ленточного фундамента по технологии ТИСЭ уровень напряжений в основании достаточно высок: задействуются вторая половина фазы АБ, фаза БВ и даже ВГ. Работа основания в широком диапазоне упругих деформаций обеспечивает “мягкое” восприятие нагрузки от веса возведенного строения.
Расчет оснований по несущей способности (для фаз ОА, АБ, начало БВ) выполняют через определение требуемой площади подошвы фундамента по следующей формуле:
S > гn F/гc Ro , где
S – площадь подошвы фундамента (см2),
F – расчетная нагрузка на основание (общий вес дома, в том числе фундамент, полезная нагрузка, снеговой покров. ) (кг),
гn = 1,2 – коэффициент надежности,
гc – коэффициент условий работы имеет следующие величины:
1,0 – глина пластичная, сооружение жесткой конструкции (каменные стены),
1,1 – глина пластичная, сооружения нежесткой конструкции (деревянные или каркасные стены) и жесткой конструкции длинные, с соотношением длины к высоте больше 4,
1,2 – глина слабопластичная, пески пылеватые маловлажные, строения нежесткие и жесткие короткие с соотношением длины к высоте меньше 1,5,
1,2 – крупный песок, строения жесткие длинные,
1,3 – пески мелкие, сооружения любой жесткости,
1,4 – крупный песок, сооружения нежесткие и жесткие длинные,
R0 – условное расчетное сопротивление грунта основания для фундаментов с глубиной заложения 1,5. 2 м (определяется потаблицам 1. 5).
Таблица 1. Расчетные сопротивления R0 крупнообломочных грунтов
Галька или щебень с заполнителем:
Гравий с заполнителем:
Таблица 2. Расчетные сопротивления R0 песчаных грунтов
Таблица 3. Расчетные сопротивления R0 непросадочных глинистых грунтов
Расчетное сопротивление глинистых грунтов и его влажность существенно зависят от пористости грунта е (отношение объема пор к объему твердых частиц). Для новичка в строительстве этот показатель оценить в реальных условиях достаточно сложно, т.к. извлеченный грунт в свободном состоянии уже не обладает теми показателями, какие он имел на глубине, находясь под давлением.
Автором предложено связать пористость, а следовательно, и несущую способность грунта с глубиной его заложения в зависимости от того, по какую сторону границы промерзания находится подошва фундамента.
Любой грунт при увлажнении проседает и уплотняется. В процессе своего существования пучинистый грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется до состояния “дальше некуда”. Ничто не меняет это состояние в течение многих и многих десятков и сотен лет. В то же время грунт, находящийся выше глубины промерзания, постоянно насыщается влагой и при сезонном промораживании увеличивается в объеме. Влага, находящаяся в порах, увеличивает объем этих пор на 10%. Таким образом, грунт, находящийся выше границы промерзания, ежегодно “встряхивается”, становясь пористым. Глинистый грунт, находящийся ниже глубины промерзания, обладает минимальной (е = 0,3) пористостью и максимальной прочностью.
Просадочные глинистые грунты в сухом состоянии имеют повышенную пористость и вместе с тем обладают высокой механической прочностью, обусловленной сильными структурными связями (табл. 4).
Таблица 4. Расчетные сопротивления R0 просадочных глинистых грунтов природного сложения
Расчет фундамента по несущей способности основания
Расчет фундамента по несущей способности основания Целью расчета оснований по несущей способности является оценка прочности и устойчивости грунта-основания под подошвой фундамента от воздействия
Источник: studwood.ru
Расчет оснований и фундаментов: правила вычислений
Перед началом строительства дома по характеристикам грунта выполняют необходимый расчет оснований фундаментов.
Для определения прочности самого фундамента необходимо также выполнить соответствующие вычисления.
Ленточный фундамент виды и формы.
Поскольку имеется несколько типов несущего основания и достаточно много видов естественных грунтов, то приведенные примеры расчета оснований и фундаментов не охватывают всего этого многообразия. Если не требуется дополнительных инженерных работ по укреплению почвы, сооружают фундаменты на естественном основании, для которых существуют специальные методы вычисления.
Характеристика естественных оснований
Схема ленточного фундамента.
В распоряжение строителя природа предоставляет грунт как естественное основание. Тип фундамента определяет дополнительно ряд факторов: геологическое строение, глубина залегания подземных вод, глубина промерзания и др. Характер нагрузок также оказывает влияние, но для частного домовладения надо ориентироваться на постоянную нагрузку. В то же время нельзя исключить вероятность того, что сосед начнет рядом строить дом на забивных сваях.
Естественным фундаментом являются скальные грунты (гранит, известняк, кварциты и др.), которые являются водонепроницаемыми и надежными для любых сооружений. Аналогичные характеристики присущи и крупноблочным грунтам, которые образовались из скальных пород в результате их разрушения. Это щебень, гравий, галька. Они состоят из частиц, размеры которых превышают 2 мм. Их надежность существенно зависит от присутствия подземных вод.
Горные породы, измельченные до размеров 0,1-2 мм, называют песками. Пески с размером частиц 0,25-2 мм практически не вспучиваются в зимних условиях и поэтому не воздействуют на фундамент. Надежность песчаного основания зависит от мощности слоя песка и от воздействия на него грунтовых вод.
Схема заливки ленточного фундамента.
В глинистых грунтах содержатся частицы, размеры которых не превышают 0,005 мм. По содержанию глины их делят на:
- супесь: содержание глины от 3 до 10%,
- суглинок: содержание глины от 10 до 30%,
- лессы: являются пылеватым суглинком.
Наиболее прочным основанием является глина. На таком основании, если глина сухая, можно сооружать массивные здания.
Несущая способность всех перечисленных видов естественных оснований сильно зависит от влажности. А влажные лессовые грунты еще и уплотняются под воздействием веса сооружения, сильно проседая.
В качестве оснований непригодны некоторые супеси, способные от избытка влаги превратиться в плывуны, а также растительный грунт, торф, ил и насыпные грунты. На таких почвах строительство возможно после их предварительного уплотнения.
Расчет основания по несущей способности
Изображение 1. Механика грунтов.
Под несущей способностью грунта следует понимать предельную нагрузку, которую он может выдержать без разрушения. На Изображении 1 показаны случаи, требующие выполнения расчета основания по несущей способности, которая обеспечит их собственную устойчивость и не допустит смещения фундамента основания по его подошве.
Необходимо перечислить случаи, показанные на Изображении 1, и определиться с теми, которые могут относиться к частному домостроению.
а) На сооружение действует горизонтальная сила. Такой расчет может потребоваться, если на подворье будут устанавливать вышку для генератора, работающего под действием силы ветра.
б) Предполагает расчет фундамента при наличии подпорной стены, на которую могут действовать горизонтальные силы, возникающие от собственного веса грунта.
в), г) Сооружение находится на откосе или близко к его краю.
д) Основанием является глинистый грунт, степень влажности которого Sτ= 0,5. На него действует вес дома. Это реально возможные ситуации.
е) Рассчитывают несущую способность для определения, насколько устойчив естественный склон.
Ленточный монолитный фундамент.
Кроме указанных случаев такой расчет фундаментов необходим, если дом построен на скальных грунтах или на фундамент могут действовать выталкивающие силы.
Далее обозначения в формулах такие, как и в нормативной строительной документации.
Чтобы несущая способность грунта обеспечивала надежность построенного на нем сооружения, необходимо проверить условие (1):
где F — нагрузка от всего сооружения с учетом всех систем жизнеобеспечения, передаваемая на основание фундаментом, кг,
Fu — противодействующая сила основания, кг,
γc — коэффициент, зависящий от типа грунта (см. таблицу №1),
γn — коэффициент надежности, устанавливается в зависимости от класса сооружения: γn=1,2, 1,15, 1,1 для сооружений I, II, и III классов, соответственно.
Расчет оснований и фундаментов: правила вычислений
Расчет оснований и фундаментов можно определить по несущей способности и деформации. В строительстве под естественным основанием понимается грунт, свойства которого определяют тип фундамента.
Источник: moifundament.ru
Расчет фундамента
Перед тем как приступить непосредственно к возведению фундамента дома, необходимо выполнить его расчет. Для расчета фундамента необходимо оценить вес строения и сопоставить его с несущей способностью грунта на участке. Это необходимо сделать для подбора оптимального типа фундамента (ленточный, столбчатый, плитный, свайный, винтовой), а в дальнейшем для определения площади подошвы фундамента.
Расчет фундамента будет состоять из следующих этапов
- Определяем вес дома без учета фундамента.
- По таблицам определяем снеговую и ветровую нагрузки.
- Подбираем оптимальный тип фундамента.
- Рассчитываем площадь подошвы фундамента с учетом несущей способности грунта.
При расчете фундамент для дома, кроме веса самого строения, также необходимо учитывать снеговую и ветровую нагрузки, а так же примерный вес мебели и техники которая будет располагаться в доме.
Вес дома без учета фундамента. Если у вас есть смета, то достаточно узнать вес всех материалов. Если же нет, то вам самим придется ее составить. Для этого рассчитываем объем каждого материала, необходимого для постройки, узнаем вес и складываем. Таким образом вы получите суммарное давление на фундамент дома.
Здесь мы не будем приводить массу каких-либо материалов, т.к. с каждым годом их выбор становится больше и разнообразней. Перечислим только основные элементы строений, которые нам необходимо учесть перед тем, как рассчитать фундамент дома.
- Вес стен зависит от строительного материала из которого они сделаны.
- Давление от элементов крыши. В конструкцию крыши входят — стропила, обрешетка, кровля, утеплитель.
- Межэтажные перекрытия определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя.
- Эксплуатационная или полезная нагрузка. Сюда входит вес мебели, одежды, различной домашней техники т.е. все что не является частью строительных конструкций. Принято считать, что нагрузка распределяется равномерно по всей площади перекрытий. В среднем для цокольного и межэтажного перекрытия жилых домов, она составляет 210 кг/м2, для чердачного перекрытия 105 кг/м2.
Снеговая нагрузка различна для каждого района. Для того чтобы узнать вес снегового покрова в вашей местности, необходимо воспользоваться «СНиП 2.01.07-85* НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». В данном СНиП в приложение 5, есть карта, по которой можно определить эти данные в вашем районе. Приведем лишь некоторые данные для различных городов России.
Следует обратить внимание на то, что значения приведены для горизонтальной проекции т.е. снежный покров давит на крышу только сверху вниз, поэтому при расчете необходимо брать не площадь крыши, а только площадь горизонтальной проекции.
Расчет фундамента
Правильный расчет фундамента дома, позволит выбрать оптимальный тип основания, избежать дальнейших проблем и сэкономить значительные средства.
Источник: stroim-svoi-dom.ru
5.6. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
5.6.1. Общие положения
Расчет оснований по несущей способности сводится к определению предельной нагрузки, при которой у сооружений, передающих основанию доминирующую сдвигающую нагрузку, происходит сдвиг, связанный с резко развивающимися прогрессирующими перемещениями с захватом части массива грунта основания или непосредственно по подошве (рис. 5,33, а), у сооружений, опирающихся на фундаменты мелкого заложения и передающих основанию доминирующую вертикальную нагрузку, происходит выпирание грунта основания из-под фундамента и связанное с этим резкое, прогрессирующее нарастание вертикальных перемещений (рис. 5.33, б), у сооружений, имеющих фундаменты глубокого заложения, нарастание осадок происходит одновременно с увеличением нагрузки (рис. 5.33, в).
Зависимости перемещений штампов от нагрузки, получаемые при штамповых испытаниях грунта, для указанных выше трех случаев представлены на рис. 5.33.
При потере несущей способности основания образуются поверхности скольжения, охватывающие всю подошву фундамента или сооружения. В каждой точке поверхности скольжения по теории прочности Мора-Кулона между нормальными σ и касательными τ напряжениями выполняется соотношение
где φ — угол внутреннего трения грунта, с — удельное сцепление грунта.
Расчет оснований по несущей способности производится в следующих случаях:
- – на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (горизонтальное давление грунта на подпорные стены, горизонтальная составляющая нагрузки на фундаменты распорных конструкций, сейсмические воздействия),
- – сооружение расположено на откосе или вблизи откоса,
- – основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными глинистыми и заторфованными грунтами (при степени влажности Sr ≥ 0,85 и коэффициенте консолидации сv ≤ 10 7 см 2 /год),
- – основание сложено скальными грунтами.
В первых двух случаях потеря несущей способности связана со значительными перемещениями, поэтому, если конструктивными мероприятиями (устройством полов в подвале здания, введением затяжек в распорные конструкции, жестким закреплением откоса, объединением фундаментов в единую систему пространственно жесткой надфундаментной конструкцией) исключена возможность смещения фундамента, расчет по несущей способности можно не производить.
Расчет по несущей способности производится из условия
где F — расчетная нагрузка на основание, Fu — сила предельного сопротивления основания, γc — коэффициент условий работы, принимаемый: для песков (кроме пылеватых) равным 1,0, для песков пылеватых в глинистых грунтов в стабилизированном состоянии — 0,9, для глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии — 0,85, для скальных грунтов невыветрелых и слабовыветрелых — 1,0, выветрелых — 0,9, сильно выветрелых — 0,8, γn — коэффициент надежности по назначению сооружений, принимаемый для сооружений: I класса равным 1,2, II класса — 1,15 и III класса — 1,1.
Основания ленточных фундаментов проверяются на устойчивость только в направлении короткой стороны (ширины) фундамента, а прямоугольного, квадратного и круглого — в направлении действия момента либо направления горизонтальной составляющей нагрузки на фундамент, при этом необходимо учитывать, что потеря устойчивости в зависимости от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющих нагрузок может иметь характер плоского сдвига по подошве или глубокого сдвига с захватом грунта основания. В некоторых случаях необходима проверка по обоим возможным вариантам разрушения.
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Расчет несущей способности фундамента
5.6. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ 5.6.1. Общие положения
Источник: xn--h2aleim.xn--p1ai
Станьте первым!