Ф.12.8. Какую последовательность имеют расчеты фундаментов на основе теории местных упругих деформаций?

При расчете фундамента, исходя из его совместной работы с упругим основанием, фундамент рассматривается как балка на упругом основании, изгибающаяся под действием приложенных внешних нагрузок. При расчете ленточных фундаментов ширина балки принимается равной ширине фундамента. При расчете плитных фундаментов обычно используют приближенный прием, который основан назамене плиты рядом как бы перекрещивающихся балок шириной b= 1 м.

Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки имеет вид

где E_Iжесткость балки;sпрогиб балки в точке с координатойх;_pxреактивное давление в той же точке.

Учитывая то, что по гипотезе местных упругих деформаций , получим

Это и есть известное дифференциальное уравнение изгиба балок на упругом основании по теории местных упругих деформаций. Решение этого уравнения имеет вид

где хкоордината по длине балки;sпрогиб балки в точке с координатойх;

здесь bширина фундаментной балки.

Для каждого вида нагрузки определяют значения постоянных интегрирования C₁-C₄. После этого, имея эпюру реактивных давленийp_x(x), находят эпюры изгибающих моментовMи поперечных силQ. Если полученные значенияMиQпотребуют существенного изменения жесткости, расчет повторяется.

Расчеты фундаментных балок выполняются вручную по таблицам или с использованием персональных ЭВМ. Можно выбрать коэффициент постели ksизменяющимся по длине балки, то есть считатьk_s=k_s(x).

Ф.12.9. Как рассчитываются гибкие фундаменты с использованием теории общих упругих деформаций?

В этом случае также используется дифференциальное уравнение изогнутой оси балки, но прогиб балки определяется с использованием выражений из Ф.12.7 как для упругого полупространства. При этом упругое полупространство заменяется линейно-деформируемым полупространством, деформационные свойства которого характеризуются модулем общей деформации и коэффициентом Пуассона.

Решения уравнения для линейно-деформируемого полупространства приводятся у Б.Н.Жемочкина, М.И.Горбунова-Посадова [15] и др. Имеются детальные таблицы [13].

Решая дифференциальное уравнение изогнутой оси балки для ленточных фундаментов и для плитных фундаментов, находят реактивное давление грунта под подошвой фундаментов, а по нему изгибающие моменты и поперечные силы. После этого по известным значениям MиQуточняется сечение фундамента и проектируется его армирование.

Ф.12.10. Как конструируются гибкие фундаменты?

Выбор конструкции фундамента производится с учетом конструктивной схемы здания, величины и характера распределения нагрузок в плане, несущей способности и деформативности основания, технико-экономического сравнения возможных вариантов проектного решения.

Ленточные фундаменты под колонны устраиваются в виде одинарных или перекрестных лент. Плитные фундаменты устраиваются под всем сооружением.

Основными конструктивными типами являются безбалочная плита с опиранием колонн на сборные стаканы (рис.Ф.9.22,а), безбалочная плита с монолитным стаканом (рис.Ф.9.22,б), ребристая плита (рис.Ф.9.22,в), плита коробчатого сечения (рис.Ф.9.22,г).

Фундаменты выполняются из монолитного железобетона класса не ниже В15 с обязательным устройством бетонной подготовки толщиной не менее 100 мм. При глинистом основании необходимо делать песчаную или гравийно-песчаную подсыпку под бетонную подготовку.

Армирование фундаментов производится в двух зонах: нижней и верхней (рис.Ф.12.10,а-г). Каждая зона должна иметь рабочую арматуру в двух направлениях. Рабочую арматуру применяют класса А-III. Монтажная арматура применяется класса А-1.

Расположение арматуры в плане фундамента назначается в соответствии с огибающими эпюрами изгибающих моментов, построенными в направлении по длине и ширине фундамента по результатам статических расчетов.

На рис.Ф.12.10,а-г приведен также фрагмент рабочего чертежа безбалочной плиты с опиранием колонн на сборные стаканы.

Рис.Ф.12.10. Плитные фундаменты - план фундаментной плиты жилого дома: а - план плиты; б - план раскладки сеток первого слоя нижней зоны и второго слоя верхней зоны; в - план раскладки сеток второго слоя нижней зоны и первого слоя верхней зоны; г - сечение: 1 - унифицированные сетки вдоль буквенных осей; 2 - унифицированные сетки вдоль цифровых осей; 3 - унифицированные сетки укороченные