» » Как рассчитать ленточный фундамент


Как рассчитать ленточный фундамент

Расчет ленточного фундамента как жесткой неразрезной балки, нагруженной реактивным давлением грунта, распределенным по прямолинейному закону, в общем случае является неверным. Вследствие несовпадения центра тяжести внешних нагрузок и центра тяжести подошвы, ленты всегда имеется эксцентриситет; кроме того, в большинстве случаев при расчете эпюры моментов и поперечных сил получаются искаженными, так как опорные реакции, вычисленные для неразрезной балки, нагруженной давлением грунта равномерно или по прямолинейному закону, весьма часто значительно отличаются от действительных.

Этот способ может быть допущен только для расчета средней части ленты, нагруженной сосредоточенными грузами, расположенными на равных расстояниях, при условии учета жесткости верхнего строения.

Существуют три метода расчета ленточных фундаментов.

Практический метод уравновешивания внешних нагрузок и отпора грунта, принимаемого распределенным по линейному закону, нередко дает удовлетворительные решения главным образом при небольших расстояниях между колоннами, а также, когда само сооружение обладает большой жесткостью (бункеры, си л осы и др.).

При расчете по этому методу лента рассматривается как балка, нагруженная сверху и снизу известными по величине вертикальными силами, находящимися в равновесии. При таком условии балка является статически определимой и легко поддается расчету.

В общем случае, рассматривая ленту как абсолютно жесткую, т. е. предполагая линейное распределение давления в грунте, давления ах и 02 (на единицу площади подошвы) в концах ленты определяют по формулам внецентренного сжатия:

Найдя краевые ординаты эпюры давления грунта, определяют обычным путем изгибающие моменты и поперечные силы.

Для более точного расчета железобетонных лент основным методом является расчет по теории балок на упругом основании. Здесь имеется два метода: старый, основанный на гипотезе Винклера, и более новый, при котором фундаментная лента рассматривается как балка, лежащая на упругом полупространстве.

Разновидностями метода расчета, основанными на гипотезе Винклера, являются: метод начальных условий (А. Н. Крылов, Г. Д. Дутов), статический метод (П. Л. Пастернак) и метод, приводящий к «бесконечно длинной» балке (метод Г. В. Клишевича, упрощенный. Б. Г. Кореневым).

Из этой формулы следует, что коэффициент пропорциональности &0, называемый обычно коэффициентом постели или коэффициентом основания, представляет собой давление, при котором осадка основания равна 1 см, и измеряется в кг1см3; произведение называется погонным коэффициентом постели.

Коэффициент — чисто условная величина; при одном и том же грунте он зависит от многих факторов, как, например, от величины и формы площадки нагружения, влажности грунта и пр.

Этот метод обладает тем большим недостатком, что осадка основания считается возможной только там, где приложена нагрузка; в действительности осадка (деформация грунта) происходит и за пределами нагруженного участка,

Эти недостатки метода расчета по гипотезе Винклера и заставили обратиться к другому методу, при котором основание рассматривается как изотропное упругое тело неограниченных размеров в плане и по глубине. На самом деле грунт не является таким упругим телом, но эти отклонения оказалось возможным до некоторой степени оценить соответствующим выбором основных характеристик; такими характеристиками являются модуль упругости грунта Е0 ж 100 -т- 500 кг/см1 2 и коэффициент Пуассона ж 0,2 0,4.

Трудная задача применения методов теории упругости к расчету конструкций, лежащих на упругом основании, получила разрешение в трудах советских ученых Г. Э. Проктора, Н. М. Герсеванова, Б. Н. Жемочкина, М. И. Горбунова-Посадова, В. А. Флорина и др.

По этому методу принимается, что деформация грунта в данной точке подошвы фундамента зависит не только от давления в этой точке, но и от давления в других точках. Будучи нагружен фундаментной балкой, грунт работает как упругое полупространство, и деформации балки протекают совместно с деформациями грунта, на который она опирается. Напряженное состояние грунта и его деформации под нагрузкой, определенные по этому методу, ближе к действительности, чем при расчете на основании гипотезы Винклера.

Для балок на упругом основании Б. Н. Жемочкиным разработаны теория расчета и практические расчетные таблицы Расчетные таблицы составлены также М. И. Горбуновым-Посадовым 2. Эти работы позволяют без особых затруднений производить статический расчет фундаментных балок.

Исследования показали, что во всех случаях, когда основание представляет собой связный упругий грунт с толщей достаточной мощности, а также несвязный грунт при значительной ширине фундамента, т. е. когда свойства основания приближаются к свойствам упругого полупространства, фундаментные ленты следует рассчитывать по методам теории упругости. Только при относительно малой мощности слоя упругого грунта (когда толщина слоя не превышает ширины ленты) балки можно рассчитывать на основе гипотезы Винклера.

Однако метод расчета фундаментов на упругом основании, рассматриваемом как упругое полупространство, являясь прогрессивным, в то же время обладает недостатками, к которым можно отнести далеко не полное соответствие расчетных и действительных напряжений; модуль упругости грунта и коэффициент Пуассона также трудно поддаются определению,

как и коэффициент постели, так как они зависят от целого ряда факторов; кроме того, при расчете невозможно использовать линии влияния

Учитывая изложенные обстоятельства, П. Л. Пастернак предложил новый метод расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели1. По новому методу упругие характеристики такой неоднородной в разных направлениях среды, как естественные грунты (особенно сыпучие и малосвязные), должны определяться не менее чем двумя коэффициентами постели.

Один коэффициент постели Сх — коэффициент сжатия, измеряемый в кг!см, связывает интенсивность вертикального отпора грунта а с его осадкой т формулой

Другой коэффициент постели С2 — коэффициент сдвига, измеряемый в кг/пог. см, дает возможность выразить интенсивность вертикальной силы сдвига (или изгибающего момента) в виде произведения С2 на производную осадки в соответствующем направлении:

Эти силы сдвига появляются и в сыпучих, и малосвязных грунтах вследствие сцепления и внутреннего трения между частицами грунта.

Несмотря на то, что первый коэффициент Сг по формуле (XIV. 18) напоминает коэффициент постели & по гипотезе Винклера, в действительности введение второго коэффициента постели С2 резко изменяет и характер коэффициента Си освобождая его от недостатков коэффициента & по Винклеру. Коэффициенты Сх и С2, по данным несложных экспериментов в полевых условиях, легко могут быть вычислены по готовым формулам.

Проф. П. Л. Пастернак рекомендует во всех случаях, когда упругим основанием является малосвязный грунт, отдавать предпочтение новому методу с непосредственным экспериментальным определением коэффициентов Сх и С2.

Однако методика расчета плит на упругом основании с двумя коэффициентами постели не получила еще практической разработки. 

При расчете ленточных фундаментов необходимо помнить, что, кроме изгиба, они могут подвергаться также кручению под действием поперечных моментов, вызванных силами торможения кранов, давления ветра, заделки в них рам и пр. Для снижения главных растягивающих напряжений при кручении весьма эффективны горизонтальные вуты, тогда как верти: кальные вуты в этих случаях имеют значительно меньшее влияние.

Расчет перекрестных ленточных фундаментов (ростверков) сложнее расчета лент, идущих в одном направлений. Здесь для расчета также могут быть применены — приближенный способ2, предполагающий линейное распределение давления (в частности, равномерное), и «точный», основанный на теории балок, лежащих на упругом основании.

Что касается высоты сечения ленты, то ее следует назначать при уменьшенном коэффициенте армирования как для обеспечения большей жесткости ленты и более равномерного распределения давления под ней, так и с целью экономии металла.

Рекомендуем так же посетить портал с видеоуроками о фотографии http://diorio.ru

скачать dle 11.1смотреть фильмы бесплатно
05.12.17
Комментарии

Добавить комментарий!