Конспект лекций 09.2013

2 группа. Деформации не связанные с внешней нагрузкой от сооружения и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений в поверхности основания.

Причины:

1)Повышение влажности в просадочных грунтах второго типа.

2)Наличие подземных горных выработок.

3)Изменение температурно-влажностного режима некоторых грунтов.

4)Изменение гидро-геологичекских условий

5)Влияние динамических воздействий(транспорт).

Виды деформаций сооружения

11

4. Общие положения расчета по деформациям

Цель расчета оснований по деформациям - является ограничение деформации (относительных, абсолютных) такими пределами, при которых гарантируется нормальная прочность и эксплуатация здания или сооружения. При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость (деформативность) фундаментов проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии основания и сооружения.

Основная задача – подобрать такие размеры фундамента, которые удовлетворяют всем проверкам (расчетам) системы основания и фундаменты по деформациям.

В каких случаях выполняется расчет по деформациям? Расчет по деформациям производится во всех случаях, когда основание сложено нескальными грунтами.

Расчет основания по деформациям в соответствии с рекомендациями СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений” (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*) производится исходя из условия:

S = Su

S - расчетное значение осадки основания

Su - предельное значение совместной деформации основания и сооружения. Определяется по таблицам СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений” (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

12

5. Предельные деформации основания

Предельные значения совместной деформации, основания и сооружения назначаются исходя из необходимости соблюдения следующих требований:

1)Технологических или архитектурных требований деформации сооружений (Sus). Эти значения устанавливаются соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или задания на проектирование.

Проверка условия S > Sus производится в составе расчета сооружения во взаимодействии с основанием, после соответствующих расчетов конструкции сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

2)Требование к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения (Suf)

Эти предельные деформации должны устанавливаться расчетом во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, производится при разработке типовых проектов для различных, возможных вариантов фундамента. Проверка условия S < Suf производится на стадии привязки типовых проектов, к местным, грунтовым условиям и является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций и сооружений.

5. Мероприятия по предотвращению излишних деформаций оснований и влияния их на сооружение

Мероприятия можно разделить на три группы:

Первая группа. Мероприятия, предохраняющие грунты от ухудшения их свойств:

-Водозащитные мероприятия на площадках сложенных грунтами чувствительными к изменению влажности (просадочные, набухающие грунты ).

-Устройство дренажей, контроль за утечками техногенных вод из систем водоснабжения, канализации.

-Защита грунтов от химически активных жидкостей.

-Определение источников внешних воздействий.

13

-Предохранительные мероприятия в процессе устройства оснований и строительства сооружений(соблюдение последовательности возведения ОиФ).

Вторая группа. Преобразование структурных свойств грунтов в сторону улучшения:

-Физические методы улучшения (поверхностное и глубинное уплотнение, устройство армирования грунта, полная или частичная замена слабого грунта на прочный).

-Химические способы (химическое закрепление грунтов методом инъецированния различных химических растворов.)

Третья группа. Конструктивные мероприятия уменьшающие чувствительность сооружения к деформациям его основания:

-Повышение прочности пространственной жесткости сооружения (введение жестких связей в каркас здания, устройство монолитных ж/б поясов и т.п.).

-Применение раздельных и гибких конструкций, устройство деформационных швов, применение гибкого сопряжения элементов.

6.Классы сооружений по жесткости

I.Абсолютно жесткие сооружения – это абсолютно все высотные здания, в них происходит перераспределение напряжений при неравномерной деформации их оснований. Расчетные показатели: абсолютная осадка, крен.

II.Относительно жесткие сооружения – это все многоэтажные здания, каркасные и без каркасные, но не высотные. Для них считают абсолютную осадку S, относительную неравномерность осадки S/L, прогиб fпр/L, выгиб fв/L.

III.Относительно гибкие сооружения – это все одноэтажные производственные каркасные здания, а так-же без каркасные здания с несущими стенами большой протяженности.

IV.Абсолютно гибкие сооружения. В них осадка сооружений следует полностью за осадкой основания. Перераспределение напряжений в конструкциях сооружения не происходит.(дороги, дамбы, насыпи.).

14

7. Расчет оснований по несущей способности. Общие положения.

Цель расчета - Подобрать такие размеры фундаментов, чтобы нагрузка, передаваемая ими на основание в процессе эксплуатации сооружения не превышала величины предельно-допустимой нагрузки.

Основная задача расчета основания по несущей способности сводится к определению предельно допустимой нагрузки, при которой:

1.У сооружений передающих основанию доминирующую нагрузку происходит сдвиг, связанный с резко развивающимся и прогрессирующим перемещением по подошве или перемещением с захватом части массива грунта основания.

2.У сооружений опирающихся на фундаменты мелкого и среднего заложения и передающих основанию доминирующую вертикальную нагрузку происходит выпирание грунта из под подошвы фундамента и связанное с этим резкое прогрессирующее вертикальное перемещение.

15

3.У сооружений глубокого и очень глубокого заложения происходит нарастание осадок одновременно с увеличением нагрузок.

Расчет оснований по несущей способности согласно указаниям СП…… должен производится в следующих случаях:

1.Когда на основания передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и.т.д), сейсмические.

16

2. Когда сооружение расположено на откосе или вблизи откоса.

3.Когда основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными

грунтами (при степени влажности Sr 0,85 и коэффициенте консолидации C 107см2/год).

4.Основание сложено скальными грунтами. Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в п. 1 и 2, допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента.

17

Основное условие расчета по несущей способности

Расчет по несущей способности в соответствии СП… производится исходя из условия:

F<c(Fu/n)

F - расчетная нагрузка на основание от сооружения

Fu - сила предельного сопротивления основания(предельная критическая нагрузка)

c - коэффициент условия работы, зависит от вида грунта: c=0,8...1,0 n - коэффициент надежности по назначению сооружения, зависит от класса долговечности сооружения: n=1,1...1,25

Нагрузки и воздействия. Сочетание нагрузок

В соответствии с рекомендациями СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*) при расчете основания и фундаментов учитывают следующие нагрузки

ивоздействия. Все нагрузки делятся на постоянные и временные. Постоянные – действуют в течении всего срока службы здания и

ктаким нагрузкам можно отнести вес конструкций здания и вес грунта обратной засыпки.

Квременным нагрузкам относятся длительно действующие, особые и кратковременные.

Длительно действующиедействуют не весь срок службы здания,

кним можно отнести вес перегородок, вес стационарного оборудования, вес складов, и.т.д.

Кратковременные нагрузки – их продолжительность меньше чем у длительных: полезная нагрузка на перекрытия в жилых и общественных зданиях, вес людей и оборудования в зоне ремонта и обслуживания, снеговая нагрузка на покрытия, ветровая нагрузка.

Особые - действуют непродолжительное время: сейсмика, резкое нарушение технологического режима, резкая неравномерная деформация основания связанные с коренными изменениями свойств грунтов, например взрыв.

Основания и фундаменты рассчитываются на самое неблагоприятное из возможных сочетаний нагрузок во время строительства и эксплуатации сооружения.

18

При этом различают:

основные сочетания в состав которых входят постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки и особые сочетания которые включают в себя постоянные, временные и длительные, кратковременные и одну особую наиболее значимую.

В расчетах ОиФ используются расчетнные нагрузки, которые определяются по формулам:

Х=Хнорм*f ,

где Х- величина расчетной нагрузки (N-вертик., Т-гор.,)

Хнорм - нормативная нагрузки определяемая по формулам или таблицам СНиП.

f – к-т надежности по нагрузке, принимается по СНиП.

Схема расчетных нагрузок на фундаменты и основание

19

Фундаменты мелкого заложения

По классификации фундаменты мелкого заложения бывают.

1.Виды ФМЗ по материалам:

-Деревянные – небольшая прочность, гниение (в настоящее время практически не применяются).

-Каменная кладка из естественных и искусственных камней, бута и бутобетона.

-Бетонные, выполняемые с применением монолитного или сборного бетона.

-Железобетонные.

20