ОиФ Лекция 2

1. Лекция 2

1 Общие принципы
проектирования
оснований и фундаментов
(продолжение)

2. 1.2 Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований 1.2.1 Оценка сооружений по жесткости

• Здания
и
сооружения
в
зависимости
от
чувствительности к деформациям основания условно
разделяют на три типа: гибкие, абсолютно жесткие
и конечной жесткости.
• При передаче нагрузки на основание гибкие
сооружения следуют за осадкой и в их конструкциях
дополнительные усилия не возникают. Напр.:
земляная
насыпь,
которая
неравномерно
деформируется вместе с основанием без опасности
разрушения. К гибким относятся так же днища
металлических резервуаров, эстакады и галереи с
разрезными пролетными строениями и т. д.

3. Гибкие сооружения

4. Абсолютно жесткие:

Абсолютно жесткие сооружения при
деформациях основания не изгибаются,
дают осадку как единый массив,
поверхность основания под подошвой
сооружения остается плоской. К ним
относятся
компактные
в
плане
сооружения,
с
массивными
фундаментами:
дымовые
трубы,
массивные мостовые опоры, доменные
печи и другие подобные сооружения.
При действии моментной нагрузки в них
кроме осадки может возникать крен.
Контактные напряжения по подошве
существенно неоднородны.

5. Конечной жесткости:

а – каркасные здания;
б – панельные здания;
в, г, д - объемно- блочные здания;
е – комбинированные здания;
ж – рамные системы
з – рамно-связевая система
Большинство зданий и сооружений обладают
конечной жесткостью (рамные и неразрезные
железобетонные конструкции, кирпичные,
блочные и панельные дома и т. п.).
Неравномерные
осадки
основания
сопровождаются искривлением сооружения,
хотя
жесткость
сооружения
несколько
уменьшает неравномерность осадок, но в
несущих
конструкциях
возникают
дополнительные усилия, приводящие к
появлению трещин и разрушению элементов
конструкций.

6. 1.2.2 Учет совместной работы сооружения и основания

• Наиболее распространенными в настоящее время
являются расчет по деформациям оснований
отдельных фундаментов. Целью расчета является
ограничение
перемещений
фундаментов
и
надфундаментных
конструкций
пределами
гарантирующими
нормальную
эксплуатацию
сооружения.
• Значения предельных деформаций зависят от
конструктивных
особенностей
сооружения
и
определяются действующими нормами или заданием
на проектирование.

7. 1.2.3 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах

• Усилия,
передаваемые
сооружением
на
фундаменты, устанавливаются в соответствии со
СНиП 2.01.07 — 85 «Нагрузки и воздействия». СНиП
устанавливает нормативные значения нагрузок.
Расчетные значения нагрузок определяются как
произведение
нормативных
нагрузок
на
коэффициент
надежности
по
нагрузке
yf,
(учитывающий возможное отклонение нагрузок
неблагоприятную сторону от их нормативных
значений). При расчетах оснований по несущей
способности yf принимают от 1 до 1,4, при расчетах
оснований по деформациям принимается равным
единице (yf= 1).

8.

В зависимости от продолжительности действия нагрузки
подразделяются на постоянные:
- собственный вес несущих и ограждающих конструкций, вес и
давление грунта и т. п.
и временные:
- длительные (вес стационарного оборудования, нагрузки на
перекрытия в складских помещениях, библиотеках и т. п.);
- кратковременные (вес людей, материалов, продукции
технологического назначения сооружения, снеговые, ветровые и т.
д.);
- особые (сейсмические, аварийные и др.).
Различают следующие сочетания нагрузок: основные, состоящие
из постоянных, длительных и кратковременных, и особые,
включающие, кроме того, и одну из особых нагрузок. Расчеты по
деформациям производятся на основное сочетание нагрузок, по
несущей способности — на основное и особое сочетание.
При расчетах оснований необходимо также учитывать нагрузки от
соседних фундаментов, оборудования и складируемого материала,
размещенных вблизи фундамента.

9. 1.2.4 Виды деформаций оснований и сооружений

Деформации оснований могут вызываться различными
причинами и подразделяются на следующие виды:
• Осадки — деформации, происходящие в результате
уплотнения грунтов основания под воздействием
внешних нагрузок и собственного веса грунтов
основания.
• Просадки — деформации, происходящие в результате
уплотнения и коренного изменения структуры грунтов
основания под действием как внешних нагрузок и
собственного веса грунтов, так и проявления
дополнительных факторов (замачивания просадочных
грунтов, оттаивания мерзлых грунтов).

10.

• Подъем или усадка поверхности основания —
деформации, связанные с изменением объема некоторых
видов грунтов при физических и химических воздействиях
(морозное пучение, набухание и усадка и т. п.).
• Оседание — деформации земной поверхности, вызываемые
подземными работами (разработка полезных ископаемых,
некачественное возведение подземных сооружений и т. п.), а
также резким изменением гидрогеологических условий
территории (понижение уровня подземных вод, карстовосуффозионные процессы и т. п.).
• Горизонтальные
перемещения
—
деформации,
вызываемые действием горизонтальных нагрузок и
составляющих
общей
нагрузка
(подпорные
стенки,
фундаменты распорных систем и т. п.), а также связанные с
большими вертикальными перемещениями поверхности при
оседаниях, просадках и т. п.

11. Характерные формы совместных деформаций сооружения и основания:

• Абсолютная осадка
• Средняя осадка
• Относительная неравномерность
осадок
• Относительный прогиб или выгиб
• Крен
• Относительный угол закручивания

12.

Неравномерные деформации основания вызывают неравномерные
деформации в конструкциях сооружения.
Различают следующие
характерные формы совместных деформаций сооружения и основания (рис.
1.1).
Рис. 1.1- Характерные формы совместных деформаций сооружения и основания:
а - расчетная схема; б — схема неравномерных осадок фундаментов; в — схема крена
жесткого сооружения; г — схема деформаций, приводящих к закручиванию сооружения;
д — схема сдвига жесткого сооружения

13.

Абсолютная
осадка
основания
отдельного фундамента s определяется как
среднее
вертикальное
перемещение
подошвы фундамента. По величине s для
различных
фундаментов
оценивают
неравномерность деформаций основания и
конструкции сооружения.
.
Средняя осадка
основания
сооружения
Относительная
неравномерность
осадок двух фундаментов
Прогиб сооружения
Выгиб сооружения

14.

Крен фундамента i – это отношение
разности
осадок
крайних
точек
подошвы фундамента к расстоянию
между ними
Крен фундамента i
Относительный угол закручивания
сооружения
θ
характеризует
закручивание
сооружения
при
неравномерных осадках
по его
торцам,
имеющих
разное
направление