Проектирование основания фундамента по второй группе предельных состояний

Существуют две группы предельных состояний: первая  по несущей способности и общей устойчивости и вторая  по деформациям. При расчетах по первой группе ограничиваются величины усилий, при расчетах по второй группе основным ограничением служат предельные деформации.

Что должна обеспечивать оценка по второму предельному состоянию?

Выполнение основного условия второго предельного состояния s £ s_u, где s  совместная деформация основания и сооружения, в том числе осадка (или относительная разность осадок), а s_u  предельно разрешаемая деформация (или относительная разность осадки, или крен), должно обеспечить возможность нормальной эксплуатации здания или сооружения в течение всего назначенного срока. Условие s £ su, является основным для второго предельного состояния, а s и s_u, имеют обобщенные значения (средняя или максимальная осадка, горизонтальные перемещения, относительная разность осадок, крен и т.д.).

Величины s_u, получены в результате обобщения строительного опыта, наблюдения за действующими однотипными сооружениями, за авариями. Для принципиально новых конструкций зданий или сооружений величины s_u, должны быть назначены проектировщиками.

Всегда ли следует производить проверку деформации основания совместно с сооружением, то есть проверку по второму предельному состоянию?

Проверка по второму предельному состоянию и оценка согласно его критериям является обязательной во всех случаях, кроме указанных ниже. Под величиной s подразумевается конечная, стабилизировавшаяся со временем деформация. Однако расчет деформаций допускается не выполнять, если давление под подошвой фундамента не превышает расчетного сопротивления, а сжимаемость грунтов в пределах контура здания или сооружения изменяется в ограниченных пределах. Кроме того, расчет деформаций разрешается не проводить, если инженерно-геологические условия площадки соответствуют области применения типового проекта. Эти условия, позволяющие не производить расчет по деформациям, перечислены в СНиП.

В чем заключается сущность расчета по деформациям?

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных и относительных перемещений фундаментов, а также надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, прогибов.

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия

где s  совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;  предельное значение совместной деформации основания и сооружения

расчет оснований по деформациям производится из условия совместной работы сооружения и основания. При этом совместная деформация оценивается следующими расчетными показателями, величины которых не должны превышать их нормируемых значений (см. Ф.5.6, Ф.5.7):

 абсолютной осадкой основания отдельного фундамента s;

 средней осадкой основания сооружения ;

 относительной неравномерностью осадок двух фундаментов _D s/L;

 креном фундамента или сооружения в целом i;

 относительными прогибом или выгибом f / L  отношением стрелы прогиба или выгиба к длине однозначно изгибаемого участка сооружения;

 кривизной изгибаемого участка сооружения 1/R;

 относительным углом закручивания сооружения ;

 горизонтальным перемещением фундамента u.

Средняя осадка определяется по формуле

где si  абсолютная осадка i-го фундамента с площадью подошвы Ai.

Расчет деформации основания может быть выполнен с использованием как аналитических, так и численных методов расчета. К аналитическим методам относятся:

 метод элементарного послойного суммирования.;

 метод эквивалентного слоя грунта

 метод линейно-деформируемого слоя.

Численные методы расчета основаны на использовании линейных или нелинейных решений теории упругости и теории пластичности