Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение крена фундамента существующего здания ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6
Общая величина осадки, не ведущая к повреждению здания, может быть достаточно большой, если она равномерная. Неравномерная же осадка отдельных частей и сооружения в целом может иметь серьезные последствия. Она является одним из главных факторов, влияющих на прочность и эксплуатационную пригодность зданий. Классификация видов неравномерных деформаций зданий и причин, их вызывающих, может служить основой для диагностики повреждений зданий и сооружений. Крен (наклон) испытывают жесткие сооружения при неравномерных осадках отдельных фундаментов. Причинами этого вида деформаций могут быть различные факторы. Крен фундамента приводит к повороту нижней части конструкций. Скручивание сооружений возникает при развитии крена в разных частях длинного сооружения в противоположные стороны. Наибольшие повреждения получают, как правило, верхние этажи отдельных конструкций или здания в целом. Неравномерные осадки фундамента могут возникать, в том числе, вследствие влияния строительства новых зданий рядом с существующими. Для вычисления крена существующего фундамента Ф1 с учетом влияния фундамента Ф2 (Рис. 5) необходимо определить осадки в угловых точках А 1 и А 2, лежащих на контуре рассматриваемого прямоугольника (в основании фундамента Ф1), но за пределами контура загруженного прямоугольника (фундамента Ф2). В этом случае осадкаопределяется в точке А 1
в точке А 2
Крен фундамента f можно найти, отнеся разность осадок сторон фундамента к его ширине:
где f - тангенс угла наклона подошвы.
Рис. 5. Схема использования метода угловых точек для определения крена
Пример расчета осадки основания существующего фундамента методом послойного суммирования с учетом загружения соседних площадей Условие задачи: требуется рассчитать осадку фундамента Ф1 здания с гибкой конструктивной схемой с учетом влияния нагрузки, передаваемой на два соседних фундамента Ф2, расположенных симметрично относительно фундамента Ф1 (см. Рис. 6). Размеры фундаментов, расстояние в свету между подошвами фундаментов L, глубина заложения фундаментов от уровня планировки d приведены в таблице 4. Нагрузку на фундаменты Ф1 и Ф2 определить самостоятельно с учетом заданных инженерно-геологических условий и размеров фундаментов.
Исходные данные к задаче определения осадки фундамента Ф1
Инженерно-геологические условия площадки строительства
Рис. 6. Схема к определению осадки фундамента Ф1 с учетом влияния Решение: Решение данной задачи базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Механика грунтов», «Основания и фундаменты» и состоит из следующих этапов: 1. Определение характеристик и уточнение наименований грунтов; 2. Определение допустимых давлений, передаваемых по подошве фундаментов Ф1 и Ф2; 3. Деление грунтов, залегающих в основании фундамента Ф1 на однородные по сжимаемости слои;
4. Определение напряжений на границах элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2; 5. Определение суммарных напряжений в центре элементарных слоев; 6. Определение осадки фундамента Ф1.
1. Определение характеристик и уточнение наименований грунтов При выполнении расчетов оснований фундаментов и на геологических разрезах следует использовать уточненные расчетом наименования грунтов всех инженерно-геологических элементов в пределах сжимаемой толщи. Поскольку мощность сжимаемой толщи будет определена в ходе выполнения дальнейших расчетов, в данном пункте уточним характеристики всех видов грунтов, слогающих строительную площадку. Для этого определим расчетные характеристики грунтов. 1. Плотность скелета грунта, т/м3 , ИГЭ-1: т/м3 ИГЭ-2: т/м3 ИГЭ-3: т/м3 ИГЭ-4: т/м3 2. Число пластичности, д.е. ИГЭ-1: д.е. супесь ИГЭ-2: д.е. суглинок ИГЭ-3: д.е. супесь 3. Показатель текучести, д.е., (2.3) ИГЭ-1:: = 0,60 супесь пластичная ИГЭ-2: = 0,67суглинок мягкопластичный ИГЭ-3: = 1,83супесь текучая 4. Коэффициент пористости, д.е., ИГЭ-1: = 0,58 ИГЭ-2: = 0,76 ИГЭ-3: = 0,87 ИГЭ-4: = 0,77 5. Коэффициент водонасыщения, д.е., ИГЭ-1: = 0,96 ИГЭ-2: = 0,77 ИГЭ-3: = 0,86 ИГЭ-4: = 0,99 6. Удельный вес, кН/м3, ИГЭ-1: ИГЭ-2: ИГЭ-3: ИГЭ-4: 7. Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии, кН/м3, По условию задачи УГВ зафиксирован на глубине 3 м от поверхности земли. Следовательно, ниже отметки 3 м для ИГЭ-2 (суглинка), ИГЭ-3 (супеси), ИГЭ-4 (песка мелкого) удельный вес грунта должен определяться с учетом взвешивающего действия воды. ИГЭ-2: = 9,5 ИГЭ-3: = 8,9 ИГЭ-4: = 9,38 На основании выполненных расчетов уточним наименование грунтов: ИГЭ-1: Супесь аллювиальная пластичная ИГЭ-2: Суглинок аллювиальный мягкопластичный ИГЭ-3: Супесь текучая ИГЭ-4: Песок мелкий, средней плотности водонасыщенный
Результаты расчетов сводим в табл. 6.
Физико-механические характеристики грунтов
2.Определение допустимых давлений, передаваемых по подошве фундаментов Ф1 и Ф2 Среднее давление под подошвой фундамента определяется расчетным сопротивлением грунта основания R, что позволяет рассчитывать осадки фундаментов по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. При расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы выполнялось условие (1). На практике при проектировании вновь возводимых объектов размеры подошвы фундамента определяют исходя из требований условия (1). В данной примере рассмотрим обратную задачу: исходя из размеров фундамента и расчетного сопротивления грунта основания определим давление, которое возможно передать по подошве фундамента. Необходимость в решении подобной задачи может возникнуть, например, при определении максимально допустимых нагрузок на фундамент реконструируемых объектов.
Расчетное сопротивление грунта основания R для бесподвальных зданий определяется по формуле:
где γ с1 и γ с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 26 (Приложение D); k – коэффициент, принимаемый: k = 1, если прочностные характеристики грунта (ϕ II и с II) определены непосредственными испытаниями; Мγ, Мq, Mc – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта, принимаемые по табл. 27 (Приложение D); kz – коэффициент, принимаемый: kz = 1 при b < 10 м, kz = z0 / b + 0,2 при b ≥ 10 м; b – ширина подошвы фундамента, м; γ II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего дейстия воды), кН/м3; γ׳II – то же, залегающих выше подошвы; сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; d – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки. По условию задачи d =2 м. Значения коэффициентов условий работы γс1 и γс2 зависят от типа грунта. Основанием фундаментов по условию задачи является ИГЭ1 – супесь аллювиальная пластичная. Для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL > 0,5 коэффициент γс1 =1,1(табл. 26, Приложение D) Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента γс2 принимается равным единице (табл. 26, Приложение D). k = 1, т.к. прочностные характеристики грунта (ϕII и сII) определены непосредственными испытаниями По табл. 27 (Приложение D) для град
для
Для расчетного слоя (ИГЭ-1) кН/м3, кПа Тогда, для фундамента Ф1 с шириной подошвы b 1 =2,6 м:
кПа Среднее давление под подошвой фундамента Ф1 принимаем равным Разница между давлением по подошве фундамента и расчетным сопротивлением грунта основания не должна превышать 20% (158,83 – 150) / 158,83 * 100% ≈6% 20% условие выполняется
Аналогично найдем допустимое расчетное сопротивление грунта основания для фундамента Ф2 с шириной подошвы b 2 =3,8 м кПа Среднее давление под подошвой фундамента Ф2 принимаем равным (170,59 – 165) / 170,59 * 100% ≈ 3% 20% условие выполняется
3.Деление грунтов, залегающих в основании фундамента Ф1 на однородные по сжимаемости слои При делении грунтов основания на однородные по сжимаемости слои необходимо помнить, что толщина слоев не должна превышать 0,4 ширины рассматриваемого фундамента Ф1. Поскольку по условию задачи ширина фундамента Ф1 составляет 2,6 м, разбиваем основание на слои толщиной Δ h = 0,5м, Δ h = 0,5 м 0,4*b1 =0,4*2,6 =1,04м. Разбиение на меньшие по толщине слои позволяет определить нижнюю границу сжимаемой толщи с большей точностью. 4.Определение напряжений на границах элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания фундамента Ф1 с учетом влияния двух соседних фундаментов Ф2 Напряжение от внешней нагрузки под центром подошвы существующего фундамента Ф1 будем определять на различной глубине по вертикали, проходящей через точку А в пределах мощности сжимаемой толщи (см. Рис. 8). Для использования метода угловых точек всю грузовую площадь от внешней нагрузки разобьем на фиктивные фундаменты I, II, III, IV, V таким образом, чтобы для каждого фиктивного фундамента рассматривая т. А была угловой (см. Рис. 7).
Рис. 7. Схема к расчету напряжений в точке А Тогда, напряжения от существующего фундамента можно представить как сумму 4-х прямоугольников I. σ zpф1 =4 σ zp,с I =4 a с I * P 1 Искомые дополнительные напряжения от действия одного из фундаментов Ф2 найдем, суммируя напряжения от действия нагрузки по прямоугольникам II и III, взятые со знаком «+», и напряжения от действия нагрузок по прямоугольникам IV и V, взятые со знаком «-». σ zpф2 = σ zp,с II + σ zp,с III - σ zp,с IV - σ zp,с V = a с II * P 2 + a с III * P 2 - a с IV * P 2 - a с V * P 2 Коэффициенты для определения напряжений, проходящих через угловую точку будем определять по таблице 28 (Приложение D).
Результаты расчета напряжений представлены в графической и табличной форме (табл. 7-17, Рис. 8).
Рис. 8. Схема к определению вертикальных нормальных напряжений и расчету осадки фундамента Ф1 с учетом влияния соседних фундаментов Ф2
Расчеты выполняем для всех элементарных слоев сжимаемой толщи в основании фундамента Ф1 с учетом влияния соседних фундаментов Ф2. Для каждого элементарного слоя необходимо проверить условие, позволяющее в случае его выполнения, прекратить дальнейший расчет (см. п. 1.1.4):
σ zp ≤ 0,5 σ zg (для грунтов с модулем E > 7 МПа), σ zp ≤ 0,2 σ zg (для грунтов с модулем E ≤ 7 МПа).
По ходу расчета заполняем таблицу 18. Из табл. 18 видно, что нижняя граница сжимаемой толщи ВС под фундаментом Ф1 находится на глубине 6м (при учете нагрузки только на этот фундамент) и на глубине 7 м (при учете влияния двух симметрично расположенных фундаментов Ф2).
Напряжение в точке А в уровне подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А1 на глубине 0,5 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А2 на глубине 1 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А3 на глубине 1,5 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А4 на глубине 2 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А5 на глубине 2,5 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А6 на глубине 3м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А7 на глубине 3,5м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А8 на глубине 4 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А9 на глубине 4,5 м от подошвы фундамента Ф1
Напряжение в точке А10 на глубине 5 м от подошвы фундамента Ф1
|