Расчет фундамента на горизонтальную нагрузку

Обновлено: 03.05.2024

а) Для надфундаментной части здания выделяются участки с относительно одинаковым расположением оконных проёмов. Коэффициент ослабления массива стены оконными проёмами для выделенных участков:

б) Конструкция наружных стен в надфундаментной части здания может состоять из нескольких слоёв отличающихся по толщине (b_i) и по удельному весу материала (γ_i).

в) Для подземной части здания конструкция стены под рассматриваемой надфундаментной стеной выполняется из одного материала (γ_ф), неизменной толщины (b_ф), высота стены (Н_ф) будет зависеть от высоты помещений подвала (H_п) и глубины заложения фундаментов (d).

Продольные стены - диафрагмы могут быть в разной степени ослаблены проемами, что обеспечивает неравномерное распределении горизонтальных нагрузок на разных участках по длине стен и между стенами. Здесь возможно предусматривать участки стен не ослабленные проемами и считать их работу по восприятию суммы всех составляющих горизонтальных нагрузок. Диафрагмы по длине и ширине здания должны располагаться симметрично относительно центра тяжести горизонтальных дисков. Наборные горизонтальные диски должны устраиваться с нормальными и тангенциальными связями между плитами и с вертикальными диафрагмами.

Рис 3.4. Схема к определению нагрузок на фундаменты вертикальных диафрагм от ветровых воздействий для здания с полным каркасом. - расчетное давление ветра на поверхности стен на участках, расположенных на разных уровнях по высоте здания. - поперечная сила на 1 фундамент; - изгибающее усилие на фундаменты диафрагмы, работающие совместно; - высота участка с постоянной величиной ветрового давления; - высота положения центра каждого участка от обреза фундаментов;

- Диафрагма Д принята из железобетонных панелей, закрепленных к ригелям и колоннам на сварке по закладным деталям.

- Продольные диафрагмы выполнены аналогично.

- Горизонтальные нагрузки на вертикальные диафрагмы передаются дисками перекрытий, которые соединены с помощью нормальных и тангенциальных связей.

Индекс Э означает соответствующее значение.

Нагрузки на уровне подошвы определяются с учетом собственного веса фундамента и грунта на его уступах: где - вес массива фундамента с грунтов; - высота тела фундамента.

Нагрузки определяется для условий II и I групп предельных состояний.

- принимается . учитывает влияние подвала .

4. Выбор вариантов возможных конструкций оснований и фундаментов. Определение величины заглубления фундаментов в грунт

Выбор вариантов оснований и конструкций фундаментов производится на заданные нагрузки, для фундаментов, удельный вес которых в общем объеме фундаментов проектируемого здания составляет ≥ 70%.

При выборе технически возможных вариантов фундаментов и оснований можно изменять глубину заложения подошвы фундамента, принимать в качестве опорного слоя различные грунты, рассматривать естественные и искусственно улучшенные основания, принимать различные виды фундаментов (неглубокого, свайные, фундаменты глубокого заложения).

Выбор наиболее эффективного решения оснований и фундаментов производится на основании технико-экономического сравнения нескольких вариантов (2-3). Технико-экономическое обоснование решается сопоставлением приведенных затрат, для предварительного сравнения можно пользоваться данными прил. 2.

Принимаемый к детальной разработке вариант фундамента должен отличаться не только экономичностью, но и обладать техническими достоинствами: индустриальностью, механизацией основных процессов, возможностью устройства в заданных районах, лучшими условиями труда, надежностью работы с основанием при изменении обстановки в результате изменения внешних воздействий или ослабления грунтов в основании. Все эти технико-экономические показатели должны быть продуманы и отражены в записке.

Для наглядности рекомендуется проводить сопоставление сравниваемых вариантов в табличной форме:

№ п/п

Наименование показателей

Величина показателя по варианту

Результаты проведенного сравнения отражаются в выводе о принимаемом решении.

Добрый день!
Прошу совета по следующему вопросу:
Проектируем монолитное здание с двумя подземными этажами.
Возникла необходимость рассчитать вот такую схему (см. файл).
Хотел просчитать на устойчивость грунта окружающего сваи и сразу возникла куча вопросов:
1. Согласно "Руководству по проектированию свайных фундаментов" в п.1 приложения есть примечание: "расчет устойчивости грунта основания, окружающего сваю, не требуется для свай размером поперечного сечения = 2. Если все же расчитытваем грунт на устойчивость, то как правильно определить расчетное напряжение в грунте? Есть вариант смоделировать сваю стержневыми элементами с введением переменных коэф. постели согласно п.2 руководства. Но что дальше делать с полученными значениями момента и поперечной силы? Как от них перейти к напряжениям в грунте?
Прошу помочь разобраться, т.к. у меня уже каша в голове (боюсь не очень съедобная)!

За 2 часа рабочего времени хочешь получить нормальный ответ? Вряд ли это возможно. Погоди хотя бы до утра.

__________________

---
Обращение ко мне - на "ты".
Все, что сказано - личное мнение.

См. формулу 31 к п.7.
М0, Н0 см. п. 5. М и Н (см. п. 4) получите в расчетном комплексе
z = 0.85/alphaд при l’>=2.6 (уверен, что будет так). l’ см. п. 3.
Alfaд, bc см. п.3.
Полученное значение sigmaz должно удовлетворять условию 25(14)

P.S. Не понял почему ленточный и стобчастый ростверк на разных отметках.

Ленточный ростверк выше столбчатого потому, что это обусловлено технологией производства работ. Планируется сначала завязать ленточный ростверк со всем каркасом и только после этого разрабатывать оставшийся под перекрытием грунт.
Формулу 31 к п.7 я уже пощупал, после этого окончательно вошел в ступор: получив в ростверке М=172,5 кН*м и Q=197.8 кН, просчитал напряжения в гунте по формулам 27 и 31 получил значения 102 и 75,9 кН/м2 соответсвенно, но. посчитав напяжение по предлагаемому в п.7 табличному методу получил напряжение всего 40 кН/м2.
И еще вопрос: если я расматриваю сваю как балку на упругом основании то может правильнее во все выше указанные формулы подставлять значения М и Q в сечении сваи в уровне отрывки котлована?

А что будет выполнять роль стены подвала, если у Вас сваи с шагом 1.6м?

И еще вопрос: если я расматриваю сваю как балку на упругом основании то может правильнее во все выше указанные формулы подставлять значения М и Q в сечении сваи в уровне отрывки котлована?

Думаю расчет надо вести для двух вариантов: на момент монтажа и на момент эксплуатации. Т. е. до разработки грунта и после. Для второго варианта принять ростверк как высокий (М0 = М+Qxl0, и значения l и z другие).

sudakov,
Роль стены подвала будет выполнять монолитная стена, устраиваемая по сваям (железобетонная обделка).
То что считать придется на стадии монтажа и эксплуатации это я уже понял. Давайте разберемся в сути расчета:
1) вычисление напряжения производиться от усилий, действующих не в ростверке, а в сечении сваи в определенном уровне ниже поверхности отрывки;
2) задавшись коэффициентами постели мы моделируем сваю как балку, в SCADе это скорее всего будет выглядить следующим образом: участок сваи расположенный выше поверхности отрывки задается пространственным стержнем, ниже поверхности отрывки - тем же стержнем, но с переменными по высоте (глубине) коэффициентами постели (вычисленные по СНиП).
3) таким образом мы можем получить значения М и Q (H) для любого сечения сваи. Приняв за Мо и Но полученные значения усилий М и Q соответсвующие определеной глубине z, мы можем определить значение напряжения в каждой точке по глубине погружения сваи.
Если я не прав, поправьте, пожайлуста!

Добрый вечер, эта методика расчета хорошо расписана в учебнике Костерина, к сожалению электронной версии нет

sudakov,
Спасибо за разъяснение методики, изложенной в руководстве. Но прочитайте еще раз пост 6. В руководстве изложены 3 методики определения напряжений в грунте и усилий в свае, и все три дают разные результаты. Что то не очень хочется принимать ни один из них. Поэтому я и хочу смоделировать сваи с учетом их работы на горизонтальную нагрузку. Пружинка на конце стержня, предлагаемая вами, может служить для моделирования работы сваи на вертикальную нагрузку.
Задавать сваю стержнем длиной lo+2/альфад и не учитывать в расчете окружающий грунт, считаю не корректным. Набрасаю схемку в SCADе, чтобы было проще объяснить что же я хочу.

Вот набросал схемку для наглядности.

Что то тема затихла.
Не ужели ни кто не может дать четкий ответ: что то, что я здесь на вертел, правильно или что чушь полная?!
Корифеи форума, где же вы? Отзовитесь! Помогите разобраться до конца!

__________________

---
Обращение ко мне - на "ты".
Все, что сказано - личное мнение.

Пытаюсь разобраться в методике расчета сваи на действие горизонтальной силы и момента (прил. Д СП 50-102-2003)
и применит ее к расчету ограждения котлована

Смысл методики вцелом понятен: свая рассматривается как заделанная в грунте, характеризующимся коэффициентом постели, линейно возрастающим с глубиной.
Результаты расчета по СП внутренних усилий в свае и отпора грунта хорошо сходятся с МКЭ расчетом.

НО
проблема возникает при определении допустимого давления на грунт сигмаZ по формуле Д.17

Логика подсказывает, что допустимое давление на грунт должно определяться значением пассивного давления грунта на заданной глубине, что косвенно подтверждается методиками аналогичных расчетов, см. например:
1. "Методические рекомендации по проектированию свайной крепи котлованов метрополитенов", ЦНИИС Минтрансстроя СССР
или
2. справочник по основаниям и фундаментам Сорочана Е.А. - стр. 155, расчет на местную прочность грунта

вопреки этому СП (как и свайный СНиП) дают иную зависимость (см. приложение)

С коэффинциентами "эта" в формуле вроде ясно: первый из них в большинстве случаев равен единице, второй в рассматриваемом случае через несколько промежуточных действий сокращается с коэффициентом "4" над косинусом.
Происхождение коэффициента "кси" остается загадкой, как и общий смысл формулы.

Разница в расчете по двум формулам для несвязного грунта составляет 4-5раз (формула СП показывает меньшие значения предельного давления).
Таким образом, шпунт из примера в источнике [1], запроектированный с некоторым запасом, категорически не проходит по методике СП.

Кто знает откуда "растут ноги" у формулы СП?
Посьба знатоков вопроса отозваться.

RomanM,
Значение коффициента "кси", как я понимаю, зависит от способа устройства свай, т.к. при забивных сваях не производится выемка грунта и его разуплотнение, то принимается большое значение чем для свай выполненых по технологии с выемкой грунта. Тут не мешает заметить, что методика изложенная в СП практически до запятой переписана из "Руководства по проектированию свайных фундаментов" 1980 г., НО в указаном руководстве существует еще два метода оппределения расчета свай на горизонтальные нагрузки. Все три метода + метод описанный у Сорочана дают разные результаты. И это только для определения расчетного давления на грунт.

RomanM, по твоему вопросу.
Первая формула интересна для анализа. В скобках – сдвиговые напряжения, косинус показывает направление нормальных напряжения. Красиво!
Но она выведена по другому. Если не смотреть на сигма Z, то остальное это расчетное сопротивления, которое является всего лишь разностью между активным и пассивным напряжениями (с одной и другой стороны) откорректированными коэф. ню.
Эту формулу легко получить если из пассивного =гамма*h*tg^2(45+фи/2)+2*с* tg(45+фи/2) вычесть активное (формула та же но меняются знаки)
Еще надо коэф. бокового давления представить в виде
Для пассивного tg^2(45+фи/2)=(1+sin фи)/ (1-sin фи), для активного - другие знаки.
RomanM, если интересуют темы горизонтально нагруженных глубоких фундаментов - см. такие фамилии Силин, Завриев, Шпиро. Можно Глотов (но у него учебники со справочниками и дается немного в сжатом виде)

Tandr, путь твой верен, но мой скад слишком стар

спасибо за ответы и ссылки на авторов
происхождение формулы сигмаZ теперь понятно (физический смысл ее - пока нет)
буду копать дальше в указанных направлениях

происхождение формулы сигмаZ теперь понятно (физический смысл ее - пока нет)
буду копать дальше в указанных направлениях

topos2,
Да понял Я. У меня же над формулой написано: предельное давление на грунт. Само собой разумеется, что давление на грунт от сваи должно быть меньше этого предельного, хотя для корректности следовало бы записать сигмаZ в квадратных скобках.

Вопрос не в этом. Вопрос в том, почему давление, действующее на грунт, сравнивается не с пассивным давлением (отпором) грунта, а с разностью пассивного и активного.
Я рассуждаю примерно так. Если есть эпюра давлений сваи на грунт, полученная из расчета сваи, как защемленной в грунте с коэф. постели Сz, то для того, чтобы грунт, окружающий сваю, выдержал это давление, необходимо, чтобы оно не превышало пассивного отпора (того максимума, который может воспринять грунт без образования площадки скольжения).
Причем тут учет активного давления? Если следовать логике формулы СНиП (СП), получается, что в случае расчета подпорной стены из свай следует величину этого активного давления еще и увеличить т.к. с одой из сторон от свай будет будь здоров какой пригруз из слоя грунта, вызывающий дополнительное активное давление.
Поправьте где я не прав в рассуждениях.

К сожалению, из работ указанных выше авторов, нашел только справочник по фундаментам мостов, где никаких новых разъяснений по вопросу не дается - только те же стандартные формулы.

Буду благодарен, если подкините ссылочку на иные книжки по теме.

topos2,
Вопрос не в этом. Вопрос в том, почему давление, действующее на грунт, сравнивается не с пассивным давлением (отпором) грунта, а с разностью пассивного и активного.

Буду благодарен, если подкините ссылочку на иные книжки по теме.

смотри. Например свая. Она начинает выгибаться вправо. Она выгибается под действием только от внешних сил и справа на нее начинает давить пассивная реакция грунта. Но слева то тоже грунт и он давит вправо.
Те условие равновесия Активное+сигма Z=Пассивное

Доброго дня!
Вопросы, если позволите, такие:
1. При расчете на сваи на горизонтальные силы необходим коэффициент пропорциональности К (СП 50-102-2003 табл. Д.1 прилож. Д; СНиП 2.02.03-85 табл.1, прилож.1).
Но данные таблиц различны: например для мелкого песка (е=0,75) - по СП К=5000 кН/м4, а по СНиП - К= 12000 кН/м4 . Почему так? Какое все таки значение принимать?

2. По указаниям СНиП нужно проводить одно- или двух стадийный расчет. В СП описан, как я понимаю, одно стадийный. Так вот, в СНиП в п.1 прилож.1 сказано, что коэф-т условий работы гамма_с (для формул (1) и (11) прилож.1, СНиП) при одностадийном расчете равен 3, а в СП, где описан одно стадийный расчет, этого коэф-та вообще нет в формулах (Д.3) и (Д.8) прилож. Д, СП.
Кстати в справочнике "Основания и фундаменты" под ред. Швецова (стр. 175, п.5.4) в примере расчета этот коэф-т учитывается и коэф-т пропорциональности берется из СНиП (см. вопрос 1).
Так как же быть? Или я что то упустил?

3. И в СП и в СНиП сказано, что предельные значения горизонтального перемещения Uu и угла поворота ПСИu устанавливаются в задании на проектирование. А если таковых в задании нет? Откуда их брать?

Большое СПАСИБО, за участие!

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Клименко Ярослав, если принять во внимание высказывания уважаемого AMS из указанной Вами темы, то стоит ориентироваться на СП. Так? Каково Ваше мнение?
И что насчет предельных значений горизонтального перемещения и угла поворота?

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Тем более видите - вернулись опять к двухстадийной работе )))

Но это тем не менее это - нормативный документ . К тому же редакция СП 2003 года, действительно повторяет и методику и таблицы СНиП 77 года. Так что, я все еще в недоумении.

Добрый день, коллеги. Помогите пожалуйста выполнить расчет фундамента (скорее даже основания, жб часть я как-нибудь запроектирую). Имеется рама. Трубчатая. Пролет 36 м. Соединение с фундаментом- шарнир. Собрал схему в скаде. Получил нагрузку на фундамент. По Z 18т, по Х-16т. Грунты песчаные, геология будет на днях. Не знаю чем воспринять этот распор. Затяжку сделать не получится по ряду причин. Нужно именно фундаментом погасить горизонтальную нагрузку. Я в первом приближении накидал такой вариант. Это столбчатые фундаменты, объединённые вертикальной стенкой-ростверком. Вопрос как теперь это все считать. Я так понял нужно проверить на обрушение по круглоцилиндрической поверхности ( Это для Qх). А как быть с рассчетом осадки? Могу я просто посчитать ее от Qz, забыв про Qх ( считая, что это усилие будет восприниматься грунтом сбоку). Спасибо большое заранее. И не кидайте сразу шапками пожалуйста.

Сараи, эстакады, этажерки и прочий металлолом

1 Отрыв можно допускать? Тогда подошва 2.1х3.6 вполне, при заглублении 2м. Можно глубже пробовать
2 Сместить подколонник, чтоб момент уравновешивал
3 Сваи воткнуть
4 Распор затяжками погасить
От стены толку не вижу, и в грунт упирать кажется весьма сомнительным решением

Можно анкерные наклонные сваи, например типа Титан. Зависит от геологии. Сваи должны быть направлены под углом внутрь здания и работать на растяжение. На обратную засыпку для Ваших фундаментов надежды мало. Трамбовать ее хорошо вряд ли будут даже если в проекте зададите коэффициент уплотнения. Так же Вы не можете контролировать то, что в 3-х метрах от Вашего фундамента не будут копать в будущем траншею под канализацию. Юрисдикция Вашего фундамента заканчивается за его обрезом.
В любом случае необходимо при общем расчете учитывать сдвиг фундаментов от горизонтальной нагрузки.
Так же можно рассмотреть в качестве затяжки ж.б. плиту пола. Полы то все равно надо делать. Но это зависит от внутренней начинки здания.

Может заложить поглубже, подошву развить в сторону здания и посчитать, как подпорную стенку, чтобы собственный вес удерживал от сдвига?

Наоборот, наружу что бы е создавал противомомент с распором.
еще подошвы делают наклонными, что бы реакция отпора гасила часть распора
делают зуб
анкера и тд.

При оценке устойчивости основания, зафуженного горизонтальной нагрузкой или стоящего на откосе, следует учитывать возникновение глубинного сдвига. Он заключается в том, что соору-кение с некоторым массивом фунта смещается по криволинейной поверхности скольжения. В настоящее время существует несколько методов расчета основания при глубинном сдвиге. Теоретически наиболее развитыми являются методы теории предельного равновесия. Однако большим их недостатком является значительный объем вычислительной работы. Тем не менее для однородных фунтов и при наличии табулированных решений эти методы могут быть использованы. С появлением быстродействующих компьктгеров и специальных вычислительных профамм эти задачи значительно облегчаются (см. гл. 10).

Широко распросфаненным является метод, основанный на Допущении крутоцилиндрической поверхности скольжения. Этот метод достаточно точен и универсален: он позволяет учитывать неоднородность основания, влияние фильтрационных сил, неста-билизированное состояние грунтов и т.п. Способ проверен практикой и обеспечивает надежность получаемых результатов.

Метод основан на предположении, что сдвиг основания, потерявшего устойчивость, происходит по крутоцилиндрической поверхности, т.е. основание совместно с сооружением вращается вокруг некоторого центра О. Сущность метода заключается в определении минимального коэффициента запаса устойчивости ksl, отвечающего заданным условиям и нагрузкам. Коэффициент к определяют как отношение суммы моментов всех сил, удерживающих основание (М,), относительно центра вращения О к сумме моментов всех сил, сдвигающих (вращающих) основание относительно того же центра При определении сдвигающих сил учитывают нагрузку от веса сооружения 77, и горизонтальную нагрузку FM, действующую на него. К удерживающим силам относят силы трения Т., развивающиеся по поверхности скольжения под действием веса грунта и сооружения, и силы сцепления грунта с,, действующие по той же поверхности скольжения. Значение расчетного сцепления с, принимают для данного пласта и на длине участка /, поверхности скольжения. Дчя нахождения действующих сил сдвигающийся массив разбивают на блоки, определяют вес блоков Gi (на 1 м длины основания) и центры их тяжести. Вес каждого блока прикладывают к неподвижной части основания в точке пересечения вертикали, проходящей через центр тяжести блока, с поверхностью скольжения.

Читайте также: