Stanovení rozměrů základny tuhých základů při excentrickém zatížení

31. Základní principy navrhování deskových základů.

Pevné základy jsou z monolitického železobetonu. Na základě konstrukčních řešení jsou pevné základy rozděleny na deskové a krabicové. Deskové základy mohou být hladké nebo žebrované.

Tloušťka desky vystavené ohybu ve dvou vzájemně kolmých směrech je určena výpočtem momentového zatížení a na základě výpočtů pro protlačení v místech, kde sloupy podepírají.

Sloupy jsou podepřeny na hladkých a krabicových deskách přes prefabrikované a monolitické žebrové desky jsou připojeny ke sloupům pomocí monolitických misek nebo vývodů výztuže.

Výztuž základových desek se provádí:

— plochá svařovaná síť s pracovní výztuží v jednom směru a prostorovými nosnými rámy;

— samostatné tyče umístěné ve dvou směrech;

— jednotná plochá svařovaná síť s přidáním jednotlivých tyčí v místech největšího momentu;

— samostatné tyče v podélném směru a svařované rámy v příčném směru.

Podívejte se na obrázky v sešitu.

32. Návrhová únosnost základových půd.

2.41. Při výpočtu deformací základu pomocí návrhových schémat uvedených v kapitole 2.40 by průměrný tlak pod základnou základu p neměl překročit návrhovou únosnost základové půdy. R, kPa (tf/m2), určené podle vzorce

М _g , M_q , M_c — přijaté koeficienty podle tabulky. 4;

k_z — koeficient se rovná:

při b < 10 m – k_z = 1, at b ³ 10 m — k_z = z/b + 0,2 (zde z = 8 m);

b – šířka základové základny, m;

g _II – zprůměrovaná vypočtená hodnota měrné hmotnosti zemin ležících pod patou základu (v přítomnosti podzemní vody se stanoví s přihlédnutím k vlivu vážení vody), kN/m 3 (tf/m 3 );

g / _II – stejný, ležící nad podrážkou;

с_II – vypočtená hodnota měrné přídržnosti zeminy ležící přímo pod základem základu, kPa (tf/m 2);

d₁ – hloubka položení základů nepodsklepených konstrukcí od úrovně plánování nebo snížená hloubka položení vnějších a vnitřních základů od podlahy suterénu, určená vzorcem

kde h_s — tloušťka vrstvy zeminy nad základnou na straně suterénu, m;

h_cf — tloušťka konstrukce podlahy suterénu, m;

g _cf — vypočtená hodnota měrné hmotnosti konstrukce podlahy suterénu, kN/m 3 (tf/m 3 );

d_b – hloubka suterénu – vzdálenost od úrovně plánování k podlaze suterénu, m (u konstrukcí se šířkou suterénu B £ 20 m a hloubkou nad 2 m je akceptována d_b = 2 m, při šířce suterénu B > 20 m – d_b = 0).

Poznámky: 1. Vzorec (7) lze použít pro jakýkoli tvar základů v půdorysu. Pokud má základna základu tvar kruhu nebo pravidelného mnohoúhelníku s plochou A, je akceptována

2. Vypočtené hodnoty měrné hmotnosti zemin a materiálu podlahy suterénu zahrnuté ve vzorci (7) mohou být brány jako rovné jejich standardním hodnotám.

3. Návrhovou únosnost zeminy lze s příslušným zdůvodněním zvýšit, pokud návrh základu zlepší podmínky pro jeho společnou práci se základem.

4. U základových desek s rohovými řezy může být vypočtená únosnost základové půdy zvýšena o 15 %.

33. Stanovení hlavních rozměrů mělkých základů. Obecná ustanovení.

Výpočet fmz začíná předběžným výběrem jeho designu a hlavních rozměrů, které zahrnují hloubku základu, velikost a tvar podešve.

Při přidělování hloubky instalace fmz je nutné se řídit následujícími faktory – inženýrsko-geologickými a hydrogeologickými podmínkami lokality, hloubkou sezónního zamrzání půdy, konstrukčními prvky budované budovy, včetně hloubky podzemí komunikace, přítomnost a hloubka přilehlých základů.

Tvar základové paty je do značné míry dán půdorysnou konfigurací budované části nadzemní stavby. Může být kulatý, prstencový, mnohoúhelníkový, čtvercový, obdélníkový, páskový, ve tvaru T, ve tvaru kříže a ve stísněných podmínkách i o složitější tvar. U prefabrikovaných základů je určena tvarem prvků a bloků.

Centrálně stlačený základ

Při výpočtu fmz pro druhý mezní stav lze předběžně určit plochu podešve nebo podmínku P < R, tedy vzít P = R

kde Ne je vypočtené svislé zatížení v úrovni základové hrany

gama na d – tíha základu a zeminy na římsách.

Po získání plochy nadace najděte její šířku v závislosti na konfiguraci v plánu.

Hodnota R je určena známým vzorcem.

Dále je pomocí aproximační metody vybrána nejbližší hodnota b a A.

Excentricky zatížený základ

A = l * b, ,

= celkové zatížení základu, včetně hmotnosti základu a zeminy na jeho římsách;

A – plocha základové základny;

e – excentricita výsledné podešve vzhledem k těžišti;

b – velikost základové základny.

Vzhledem k tomu, že při excentrickém zatížení vzhledem k jedné ze středových os působí maximální tlak na základ pouze pod okrajem základu, při výběru rozměrů základny základu může být vzat o 20% více než vypočtený odpor půdy:

Pokud je bod působení síly posunut vzhledem k oběma osám setrvačnosti, pak:

Protože v tomto případě působí maximální tlak pouze v jednom bodě podešve, je povolena následující podmínka: P

34. Posloupnost výpočtu a návrhu mělkých základů.

2. sběr zatížení v charakteristických řezech

3. volba hloubky

4. volba Amin = b * l z podmínky P < R

5. Výpočet ponoru S < Ne

6. Nerovnoměrný sediment

8. Čerpání , otok , pokles , horizont

9. Slabá podloží

10. Návrh podle času

12. Stanovení pevnosti a stability hmoty pod budovou jako celkem.

13. Výpočet základů – návrh základového tělesa a kontrola únosnosti a deformací.

14. Stavba základů pro celou stavbu. Zkontrolujte pomocí dalších výpočtů.

15. Návrh základů.

35. Výběr plochy základny centrálně zatíženého základu.

Základ se považuje za centrálně zatížený, pokud výslednice vnějších zatížení prochází středem oblasti jeho základny. Předpokládá se, že reaktivní tlak zeminy podél základny tuhého centrálně zatíženého základu je rovnoměrně rozložen s intenzitou, kde No je návrhové zatížení na úrovni okraje základu, Gf a Gg jsou návrhové hodnoty hmotnosti základu. základ a půda na jeho lavicích, A je plocha základny základu.

V předběžných výpočtech se hmotnost půdy a základu v objemu rovnoběžnostěnu, na jehož základně leží základová plocha A, určuje takto:

Kde je průměrná hodnota měrné hmotnosti základu a zeminy na jeho římsách, obvykle uvažovaná 20 kN/m3, d je hloubka základu, m.

Po přijetí získáme vzorec pro určení požadované plochy základny:

Po výpočtu plochy podešve najděte její šířku v závislosti na konfiguraci v plánu.

Po výpočtu hodnoty b vezměte rozměry základu s ohledem na modularitu a unifikaci konstrukcí a zkontrolujte tlak v jeho základně pomocí vzorce, zjištěná hodnota P by měla být co nejblíže R.

36. Výběr oblasti základny excentricky zatíženého základu.

Základ se považuje za excentricky zatížený, pokud výslednice vnějších zatížení neprochází těžištěm oblasti jeho základny. Takové zatížení základu je důsledkem přenosu momentu nebo vodorovné složky zatížení na něj, nebo výsledkem jednostranného tlaku zeminy na jeho boční povrch, jako je tomu např. u základu pod vnějším stěna zapuštěné místnosti.

Při výpočtu se předpokládá, že tlak podél základny excentricky zatíženého základu se mění podle lineárního zákona a jeho hraniční hodnoty při působení momentu síly vzhledem k jedné z hlavních os jsou určeny vzorcem . Dosazením hodnot A = lb W = b 2 l /6 a M = dostaneme

kde je celkové svislé zatížení základu, včetně hmotnosti základu a zeminy na jeho římsách, e je excentricita výsledné podešve vzhledem k těžišti.

Tlakový diagram může být jednoznačný nebo dvoumístný, snaží se získat rozměry základu tak, aby byl jednoznačný a nedocházelo k oddělení základu základu od základny.

Vzhledem k tomu, že při excentrickém zatížení vzhledem k jedné ze středových os působí maximální tlak na základ pouze pod okrajem základu, při výběru rozměrů základny základu může být vzat o 20% více než vypočtený odpor půdy:

Pokud je bod působení síly posunut vzhledem k oběma osám setrvačnosti, pak:

Protože v tomto případě působí maximální tlak pouze v jednom bodě podešve, je povolena následující podmínka: P

37. Kontrola tlaku na spodní vrstvu měkké půdy.

Pokud jsou v stlačitelné tloušťce základu slabé zeminy s vypočteným odporem menším, než je tlak na nosnou vrstvu, je nutné tlak v nich zkontrolovat, aby se objasnila možnost využití teorie lineární deformovatelnosti základu. zeminy při výpočtu základu. Ten vyžaduje, aby celkový tlak na střechu podkladní vrstvy nepřekročil její návrhovou odolnost, tzn. , kde sigma je svislé napětí v zemině v hloubce z od paty základu, Rz je vypočtený odpor zeminy v hloubce střechy slabé vrstvy.

Hodnota Rz je určena vzorcem pro konvenční základ o šířce bz a hloubce dz.

Šířka podmíněného základu je určena s ohledem na rozptyl napětí ve vrstvě o tloušťce z. Pokud předpokládáme, že tlak působí podél základny podmíněného základu, pak by měla být plocha jeho základny , odtud zjistíme šířku podmíněného základu , kde a= , l a b – délka a šířka základny projektovaného základu.

38. Stanovení sedání základů metodou sčítání vrstev po vrstvách.

Tato metoda (bez možnosti bočního roztažení půdy) je doporučena SNiP 2.02.01-83 a je hlavní při výpočtu sedání základů průmyslových a občanských staveb. Nejprve je základ vázán na inženýrsko-geologický systém základu, tzn. vyrovnání jeho osy s litologickým půdním sloupem. Při známém zatížení od konstrukce se určí průměrný tlak na základnu podél základny základu. Poté, počínaje povrchem přírodního reliéfu, je sestrojen diagram přirozeného tlaku podél osy základu. Znát přirozený tlak na jediné úrovni , určit dodatečné svislé napětí v rovině podešve . Ve stejném měřítku je nakreslen diagram dodatečných napětí podél osy základu.

Sestrojením diagramů přirozeného tlaku a přídavného napětí se zjistí spodní hranice stlačitelné tloušťky. Úroveň, na které tato hranice existuje.

Stlačitelná tloušťka podkladu je rozdělena na elementární vrstvy tak, aby v každé vrstvě byla zemina homogenní. Vezměte 0.4 b = ahoj. Při znalosti přídavných napětí ve středu každé elementární vrstvy se určí její stlačení.

Modul deformace E neboli relativní součinitel stlačitelnosti je určen z tlakových křivek v závislosti na přirozeném tlaku a přídavném napětí uprostřed každé elementární vrstvy zeminy.

Celkové sedání základu se zjistí jako součet hodnot stlačení každé elementární vrstvy v rámci stlačitelné tloušťky nebo beta je 0.8

39. Stanovení sedání základů metodou ekvivalentní vrstvy.

Nazvěme takovou vrstvu půdy o tloušťce ekvivalentní , jehož sedání při trvalém zatížení na povrchu se bude rovnat sedání půdního poloprostoru pod vlivem lokálního zatížení stejné intenzity

Sednutí vrstvy zeminy tloušťky při spojitém zatížení lze určit z podmínky jejího jednorozměrného stlačení bez možnosti bočního roztažení. Poté, když vezmeme tlakovou deformaci jakékoli elementární vrstvy v rámci této tloušťky, zjistíme sedání celé vrstvy:

nebo pomocí relativního koeficientu stlačitelnosti půdy .

Naproti tomu sedání povrchu půdního poloprostoru při působení lokálního zatížení bude rovné . Pak dostaneme , nebo konečně .

Z toho vyplývá, že tloušťka ekvivalentní vrstvy zeminy závisí na Poissonově koeficientu v, koeficientu tvaru plochy a tuhosti základu w a jeho šířce b. Nazvěme A w koeficient ekvivalentní vrstvy.

Pro homogenní základ stačí do těchto vzorců dosadit všechny číselné hodnoty a najít vyrovnání. Pro vícevrstvou vrstvu je nutné najít vážený průměrný faktor stlačitelnosti vrstvené vrstvy:

Poté usazení vícevrstvé základny

40. Stanovení sedání základů pomocí lineárně deformovatelného schématu vrstev.

Metoda lineárně deformovatelných vrstev

Výpočet sedání základů metodou lineárně deformovatelné vrstvy vyvinul K.E. Egorov a používá se v následujících případech:

V rámci stlačitelné tloušťky a podkladu, stanovené metodou sčítání vrstev po vrstvách Hc, se nachází vrstva zeminy s modulem deformace E ≥100 MPa a tloušťkou h1, která splňuje podmínku

kde E2 je modul deformace zeminy pod vrstvou zeminy s modulem deformace E1.

Šířka nebo průměr základu je b≥10 m a modul deformace základové půdy je E≤10 MPa.

Tloušťka lineárně deformovatelné vrstvy H se v prvním případě bere na střechu z málo stlačitelné zeminy, ve druhém případě se vypočítá pomocí vzorce

kde Ho a ψ jsou akceptovány pro základy složené z jílovitých zemin – 9 ma 0,15 m;

kр – koeficient přijatý rovný kр = 0,8 při průměrném tlaku pod základnou P = 100 kPa a kр = 1,2 při P = 500 kPa a při středních hodnotách – interpolací.

Pokud základ obsahuje jílovité a písčité půdy, zjistí se hodnota H pomocí vzorce

Sedání podkladu pomocí návrhového schématu lineárně deformovatelné vrstvy (obr. 7.13) je určeno vzorcem

ks je koeficient odebraný v závislosti na relativní celkové tloušťce deformačních vrstev (2Н/b), stanovený z tabulky. ;

km je koeficient závislý na modulu deformace a šířce základu, převzatý z tabulky.

ki a ki-1 jsou koeficienty stanovené z tabulky 7.4 v závislosti na tvaru základny základu, poměru stran a relativní hloubce, ve které se nachází základ a střecha i-té vrstvy (respektive ζi=2zi/b 1i-2 = 1zi-XNUMX/b); Ei je deformační modul i-té vrstvy zeminy.

Rýže. 7.13. Schéma pro výpočet sedání metodou lineárně deformovatelné vrstvy

Stanovení rozměrů základny tuhých základů při excentrickém zatížení

Stanovení rozměrů základny tuhých základů při excentrickém zatížení

Základ se nazývá excentricky zatížený, pokud výslednice všech vnějších zatížení neprochází těžištěm základní plochy.
Při excentrickém působení vnějšího zatížení nebude diagram kontaktního tlaku podél podešve rovnoměrný, jako v případě jeho centrální aplikace. Obrys diagramu reaktivních napětí podél základny základu bude záviset na excentricitě výsledného vnějšího zatížení. Působí-li v jádru sekce excentrické zatížení (u pravoúhlého základu se jedná o symetrickou plochu s velikostí středu základové patky), reaktivní napětí pod základovou patkou jsou rozložena podél lichoběžníkového diagramu (obr. 5.15, a), pokud je výslednice aplikována na hranici jádra sekce – podél trojúhelníkového diagramu, pokud je napětí vně diagramu jádra (5.15, obr. b. oceněno (obr. 5.15, c), ale protože základové půdy nemohou odolat tahovým silám, pak se v tomto případě základová podešev oddělí od povrchu půdy v oblasti působení tahových sil.

Obecně platí, že na excentricky zatížený základ působí následující zatížení: na úrovni plánované zemní značky, získané v důsledku sběru zatížení působících na nadzemní část budovy. Kromě toho je třeba vzít v úvahu hmotnost samotného základu, jakož i okamžik od zásypu sinusů a aktivní tlak půdy na základ jako na opěrné zdi.

Rýže. 5.15. Diagramy kontaktního napětí při excentrickém zatížení

Rýže. 5.16. Výpočtové schéma excentricky zatíženého základu

Rýže. 5.17. Výpočtové schéma pro stanovení vodorovného tlaku na stěnu suterénu

Obvykle se při navrhování excentricky zatížených základů rozměry základny určují pomocí postupných aproximací, podobně jako při řešení problému při centrálním zatížení, přičemž základní plocha se nejprve přiřadí podle vzorce (5.5) a následně se zvětší o 20. 30 %, aby se zohlednilo excentrické působení zatížení. Dále se přiřadí velikost základové podrážky a určí se hmotnost základu a zeminy na jejích okrajích, stejně jako další zatížení obsažená ve vzorcích (5.7). Poté se z výrazu (5.10) určí maximální a minimální napětí podél základové patky a zkontroluje se splnění podmínek (5.11). (5.13), pokud nejsou splněny, pak se upřesní rozměry podešve a výpočet se opakuje, dokud nejsou splněny podmínky (5.11). (5.13) nebude spokojen s požadovanou přesností (5…10%).

Někdy je výslednice vnějších zatížení aplikována na základy s excentricitami vůči oběma hlavním osám setrvačnosti základní plochy (obr. 5.18).

Rýže. 5.18. Excentrické zatížení základu vzhledem ke dvěma hlavním osám setrvačnosti

Rýže. 5.19. Aplikace asymetrického základu: a – se šikmou základnou; 6— s plochou podrážkou

V některých případech, zejména když se v podložce objeví tahová napětí, vedoucí k oddělení podešve nebo k nutnosti vyrovnat okrajové tlaky pod podešví základu, aby se zabránilo vzniku výrazných náklonů, je navržena asymetricky s umístěním těžiště oblasti podešve co nejblíže místu aplikace výslednic (obr. 5.19).

Algoritmus pro řešení problému výběru rozměrů excentricky zatíženého základu při výpočtu podle druhé skupiny mezních stavů je uveden níže.

1. Zadání počátečních údajů o aktuálním zatížení. Vrch a vlastnosti základových půd (p, sya, p, ps, w, wp, w, hloubka základu d, typ budovy, délka a vlastnosti schématu návrhu.
2. Výpočet charakteristik e, IL a y pro všechny vrstvy zeminy, které tvoří základ.
3. Kontrola podmínek, zda byly definovány

Informační stránka o stavebních materiálech a technologiích.
Kontakty: Nikita Korolev — © 2008-2014