Основания зданий и сооружений (стр. 9 )

5.6.26 Давление на грунт у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента (вычисленное в предположении линейного распределения давления под подошвой фундамента при нагрузках, принимаемых для расчета оснований по деформациям), как правило, должно определяться с учетом заглубления фундамента в грунт и жесткости надфундаментных конструкций. Краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке — 1,5R (здесь R — расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с требованиями 5.6.7—5.6.25).

5.6.27 При расчете внецентренно нагруженных фундаментов эпюры давлений могут быть трапециевидные и треугольные, в том числе укороченной длины, обозначающие краевой отрыв подошвы фундамента от грунта при относительном эксцентриситете равнодействующей е более l/6 (рисунок 5.1).

Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранах грузоподъемностью свыше 15 т, для сооружений башенного типа (труб, домен и других), а также для всех видов сооружений при расчетном сопротивлении грунта основания R < 150 кПа размеры фундаментов рекомендуется назначать такими, чтобы эпюра давлений была трапециевидной, с отношением краевых давлений рmin/рmax ≥ 0,25.

В остальных случаях для фундаментов зданий с мостовыми кранами допускается треугольная эпюра с относительным эксцентриситетом равнодействующей е, равным l/6.

Для фундаментов бескрановых зданий с подвесным транспортным оборудованием допускается треугольная эпюра давлений с нулевой ординатой на расстоянии не более 1/4 длины подошвы фундамента, что соответствует относительному эксцентриситету равнодействующей е не более l/4.

Требования, ограничивающие допустимый эксцентриситет, относятся к любым основным сочетаниям нагрузок.

П р и м е ч а н и е — При значительных моментных нагрузках с целью уменьшения краевых давлений рекомендуется применение фундаментов с анкерами.

5.6.28 Краевые давления р, кПа, определяют по формулам:

при относительном эксцентриситете е/l ≤ 1/6

; (5.11)

при относительном эксцентриситете е/l > 1/6

Р = 2 (N + gmt dlb) / (3b C0), (5.12)

где N — сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса

фундамента и грунта на его обрезах, и определяемых для случая расчета

основания по деформациям, кН;

А — площадь подошвы фундамента, м2;

gmt — средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и

пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным

20 кН/м3;

d — толщина фундамента, м;

М — момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве

фундамента, найденных с учетом заглубления фундамента в грунте и

перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кН·м;

W — момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3;

С0 — расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по

его оси, м, определяемое по формуле

C0 = l / 2 – M/(N + gmt dlb); (5.13)

е — эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле

e = M / (N + gmt dlb). (5.14)

а—г — при отсутствии нагрузок на полы; д—з — при сплошной равномерно распределенной нагрузке интенсивностью q; а и д — при центральной нагрузке; б и е — при эксцентриситете нагрузки е < 1/6; в и ж — при

е = 1/6; г и з — при е > 1/6 (с частичным отрывом фундамента от грунта)

Рисунок 5.1 — Эпюры давлений по подошве фундаментов при центральной и внецентренной

нагрузках

5.6.29 При наличии моментов Мx и Мy, действующих в двух направлениях, параллельных осям x и y прямоугольного фундамента, наибольшее давление в угловой точке Pmax, кПа, определяют по формуле

Pmax = N/A + gmt d + Mx/Wx + My/Wy, (5.15)

где N, A, gmt, W — то же, что и в формуле (5.11).

5.6.30 При наличии на полах сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q краевые и средние эпюры давления по подошве следует увеличивать на нагрузку q (см. рисунок 5.1).

Нагрузку на полы промышленных зданий q допускается принимать равной 20 кПа, если в технологическом задании на проектирование не указывается большее значение этой нагрузки.

Определение осадки основания фундаментов

5.6.31 Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле

, (5.16)

где b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzp,i — среднее значение вертикального нормального напряжения (далее —

вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по

вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

hi — толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

Еi — модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

σzg,i — среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали,

проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса

выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

Ее,i — модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

п — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.

DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень подземных вод; В. С — нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn — глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b — ширина фундамента; p — среднее давление под подошвой фундамента; σzg и σzg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzg,i — вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на

глубине z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи

Рисунок 5.2 – Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

П р и м е ч а н и я

1 При отсутствии опытных определений модуля деформации Ee,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать Ee,i = 5Еi.

2 Средние значения напряжений σzp,i и σzg,i в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя.

3 При возведении сооружения в отрываемом котловане следует различать три следующих значения вертикальных напряжений: σzg — от собственного веса грунта до начала строительства; σzu — после отрывки котлована; σz — после возведения сооружения.

4 При определении средней осадки основания фундамента все используемые в формуле (5.16) величины допускается определять для вертикали, проходящей не через центр фундамента, а через точку, лежащую посередине между центром и углом (для прямоугольных фундаментов) или на расстоянии rc=(r1+r2)/2 от центра, где r1 — внутренний, а r2 — внешний радиус круглого или кольцевого фундамента (для круглого фундамента r1=0).

5 Расчет осадок свайных фундаментов выполняется с учетом дополнительных указаний СП 24.13330.

5.6.32 Вертикальные напряжения от внешней нагрузки σzp = σz - σzu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения σzp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле

σzp = a p, (5.17)

где a — коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной

глубины ξ, равной 2z / b;

р — среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

5.6.33 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента σzg = σzg - σzu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле

σzg = a σzg,0, (5.18)

где a — то же, что и в 5.6.32;

σzg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы