Практическая работа №8. Расчет фундаментов в особых условиях и неблагоприятных воздействиях.

1.Теоретическая часть.

Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах

Основания сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, должны проектироваться с учетом требований СНиП II-7.

В районах сейсмичностью менее 7 баллов основания следует проектировать без учета сейсмических воздействий. При проектировании в сейсмических районах в дополнение к материалам инженерно-геологических изысканий необходимо использовать данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.

Проектирование оснований с учетом сейсмических воздействий должно выполняться на основе расчета по несущей способности на особое сочетание нагрузок, определяемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07, а также СНиП II-7.

Предварительные размеры фундаментов допускается определять расчетом оснований по деформациям на основное сочетание нагрузок (без учета сейсмических воздействий) согласно требованиям подраздела 5.5.СП52-101-204

Расчет оснований по несущей способности выполняют на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт, исходя из условия

, (8.1)

где - вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании, кН;

- вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при одностороннем выпоре грунта вследствие сейсмического воздействия, кН;

- сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0; 0,8; 0,6 соответственно для грунтов I, II и III категорий по сейсмическим свойствам, которые определяют в соответствии с классификацией СНиП II-7;

- коэффициент надежности по назначению сооружения.

Горизонтальную составляющую нагрузки , кН, учитывают при расчете фундамента на сдвиг по подошве площадью , м , исходя из условия:

, (8.2)

где , и - то же, что и в формуле (2.3.1);

и - расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления;

- принимают в зависимости от расчетной сейсмичности:

7 баллов - =2°, 8 баллов - =4°, 9 баллов - =7°.

При расчете несущей способности оснований, испытывающих сейсмические колебания, ординаты эпюры предельного давления и , кПа, по краям подошвы фундамента (рисунок 8.1) определяют по формулам:

; (8.3.)

, (8.4.)

где , , - коэффициенты формы, определяемые по формулам (5.31 СП 50-101-204), но без уменьшения длины и ширины подошвы фундамента на значения эксцентриситета нагрузок;

, и - коэффициенты, определяемые по графикам рисунка 2.3.2. в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения ;

и - соответственно расчетные значения удельного веса грунта, кН/м , находящегося выше и ниже подошвы фундамента (с учетом взвешивающего действия подземных вод для грунтов, находящихся выше водоупора);

- глубина заложения фундамента, м, (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимают значение, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);

- коэффициент, принимаемый равным 0,1; 0,2 и 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно.

Примечание - В формуле (8.4) при следует принимать равное .

Рисунок 8.1. - Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при сейсмическом воздействии

 

 

Рисунок 8.2 - Графики определения коэффициентов , и для расчета несущей способности оснований в условиях сейсмических воздействий

Эксцентриситеты расчетной нагрузки , м, и эпюры предельного давления , м, определяют по формулам:

, (8.5)

, (8.6)

где и - вертикальная составляющая расчетной нагрузки, кН, и момент, кН·м, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок;

и - то же, что и в формулах (8.3) и (8.4).

В зависимости от соотношения между значениями и вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания , кН, принимают:

при ; (8.7)

при . (8.8)

При действии моментов от нагрузок особого сочетания в двух направлениях расчет сейсмостойкости основания по несущей способности должен выполняться раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении независимо друг от друга.

При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается частичный отрыв подошвы фундамента от грунта при выполнении следующих условий:

- эксцентриситет расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента в плоскости действия опрокидывающего момента;

- силу предельного сопротивления основания определяют для условного фундамента, размер подошвы которого в направлении действия момента равен размеру сжатой зоны ;

- максимальное краевое давление под подошвой фундамента, вычисленное с учетом его неполного контакта с грунтом, не превышает краевой ординаты эпюры предельного сопротивления основания.

Максимальное расчетное давление по подошве фундамента определяют по формуле:

, (8.9)

где и - то же, что и в формуле (8.5), причем .

Значение определяют по формуле (8.4), но для фундамента, имеющего условную ширину .

При формула (2.3.8) приобретает вид:

. (8.10)

Глубину заложения фундаментов в грунтах, относимых по их сейсмическим свойствам согласно СНиП II-7 к I и II категориям, принимают, как правило, такой же, как и для фундаментов в несейсмических районах.

На площадках, сложенных грунтами III категории по сейсмическим свойствам, рекомендуется предусматривать мероприятия по улучшению строительных свойств грунтов основания до начала строительства.

Нельзя использовать в качестве оснований сейсмостойких сооружений без проведения предпостроечных мероприятий водонасыщенные грунты, способные к виброразжижению.

Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков здания должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от осадочного шва. Столбчатые фундаменты, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.

Для зданий высотой более пяти этажей рекомендуется устройство подвального этажа под всем зданием или его отсеками.

2.Вопросы.

8.1. С учетом каких факторов должны проектироваться основания сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях?

8.2. С учетом каких факторов должны проектироваться основания сооружений, возводимых на закарстованных территориях?

8.3.С учетом каких факторов должны проектироваться основания сооружений, возводимых в сейсмических районах?

8.4.Оценку каких условий, свойств и характеристик должны включать результаты инженерно-геологических изысканий с учетом горно-геологического обоснования строительной площадки?

8.5.Фундаменты каких конструктивных схем должны применяться для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях?

8.6.Фундаменты каких конструктивных схем должны применяться для сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях?

8.7.Фундаменты каких конструктивных схем должны применяться для сооружений, возводимых в сейсмических районах?

8.8.Какие основные мероприятиям, снижающие неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений, Вы знаете?

8.9.В районах c какой сейсмичностью основания следует проектировать с учетом сейсмических воздействий?