3. Внецентренно нагруженные фундаменты.

При внецентренном загружении фундаментов различают два случая:

1. Момент действует постоянно.

2. Момент может менять направление вращения.

В случае 1 совмещают центр тяжести сечений свай в кусте с точкой приложения равнодействующей. Тогда свайный куст будет испытывать центральное загружение и его рассчитывают по формулам ( 9 .0), ( 9 .0)…( 9 .0).

В случае 2 число свай также определяют по формуле ( 9 .0), как для центрально нагруженного фундамента, и увеличивают его на 20%. Далее определяют расчетную нагрузку, приходящуюся на каждую сваю (для разных свай - разные), и проверяют выполнение условия ( 9 .0).

• Ростверк, загруженный моментом

В частном случае, когда действует один момент (весом ростверка, свай и грунта на нем пренебрегаем), напряженное состояние свайного фундамента показано на рис. 9 .86. Напряжение в центре тяжести сваи равно:

. (9.0)

Рис. 9.86. К расчету внецентренно сжатого фундамента

Считая, что напряжения в свае распределяются равномерно по поперечному сечению, нормальная сила в свае равна:

. (9.0)

Здесь: - изгибающий момент, действующий на ростверк; - расстояние от центра тяжести всех свай (ц.т. свайного фундамента) до центра тяжести сваи; - площадь поперечного сечения одной сваи; - момент инерции свайного фундамента относительно (всех свай) относительно нейтральной оси:

; (9.0)

- число свай в фундаменте; - момент инерции сечения одной сваи относительно ее главной центральной оси.

Подставляя в ( 9 .0) выражение ( 9 .0), получим формулу для определения усилия в одной свае, расположенной на расстоянии от центра тяжести свайного фундамента:

. (9.0)

• Ростверк, загруженный сжимающей силой и двумя моментами и

В этом случае фундамент испытывает сжатие с косым изгибом и усилие, передающееся на сваю, вычисляется по формуле:

. (9.0)

• Размещение свай в ростверке при постоянном моменте

Если на колонну действует постоянный по направлению момент, то целесообразно спроектировать фундамент так, чтобы равнодействующая усилий проходила через центр тяжести свай.

Рис. 9.87. Приведение внецентренно загруженного фундамента к центрально загруженному

а) внецентренно загруженный фундамент; б) центрально загруженный фундамент

При этом усилия в сваях станут равными, и фундамент будет работать как центрально нагруженный. Для этого нужно сдвинуть центр тяжести свай относительно центра тяжести колонны на величину .

4. Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку

Горизонтальные составляющие нагрузки возникают в следующих случаях:

• как реакции распорных наземных конструкций;

• от действия ветра, тормозных сил, температурных деформаций и т.д.

Когда эти усилия сравнительно невелики (равнодействующая отклонена от вертикали на угол ), их обычно передают на вертикальные сваи. При больших углах отклонения от вертикали часть свай забивают наклонно – устраивают козловые сваи. Нагрузку, воспринимаемую такими сваями, рассчитывают путем разложения равнодействующей на эти два направления.

Рис. 9.88. Расположение свай при наклонной нагрузке