Определение крена фундамента
5.6.43 Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом следует вычислять с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.
При определении кренов фундаментов, кроме того необходимо учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).
5.6.44 Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки вычисляют по формуле
(5.24)
где
(5.25)
ke - коэффициент, принимаемый по таблице 5.9;
E и - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение принимают для сооружений геотехнической категории 3 по результатам трехосных испытаний, геотехнических категорий 1 и 2 - по таблице 5.10); в случае неоднородного основания значение D принимают средним в пределах сжимаемой толщи в соответствии с требованиями 5.6.45;
N - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН;
e - эксцентриситет, м;
a - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, м, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью A принимают .
Примечание - Крен фундамента, возникающий в результате неравномерности сжимаемости основания, следует определять численными методами.
Таблица 5.9
Форма фундамента и направление действия момента | Коэффициент ke при , равном | ||||||
1 | 1,2 | 1,5 | 2 | 3 | 5 | 10 | |
Прямоугольный с моментом вдоль большей стороны | 0,50 | 0,57 | 0,68 | 0,82 | 1,17 | 1,42 | 2,00 |
Прямоугольный с моментом вдоль меньшей стороны | 0,50 | 0,43 | 0,36 | 0,28 | 0,20 | 0,12 | 0,07 |
Круглый | 0,75 |
Таблица 5.10
Грунты | Коэффициент поперечной деформации |
Крупнообломочные грунты | 0,27 |
Пески и супеси | 0,30 - 0,35 |
Суглинки | 0,35 - 0,37 |
Глины при показателе текучести IL: | |
IL <= 0 | 0,20 - 0,30 |
0 < IL <= 0,25 | 0,30 - 0,38 |
0,25 < IL <= 1 | 0,38 - 0,45 |
Примечание - Меньшие значения применяют при большей плотности грунта. |
5.6.45 Средние (в пределах сжимаемой толщи Hc) значения D, кПа-1, вычисляют по формуле
(5.26)
где Ai - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i-го слоя грунта. Допускается принимать (см. 5.6.31);
Ei, , hi - соответственно модуль деформации, кПа, коэффициент поперечной деформации и толщина i-го слоя грунта, м;
Hc - сжимаемая толща, определяемая по 5.6.41, м;
n - число слоев, отличающихся значениями E и в пределах сжимаемой толщи Hc.
Предельные деформации основания фундаментов
5.6.46 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения su,s и su,f устанавливают исходя из необходимости соблюдения:
а) технологических или архитектурных требований к деформации сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.), su,s;
б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения, su,f.
5.6.47 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям su,s следует устанавливать соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.
Проверку соблюдения условия s <= su,s проводят при разработке типовых и индивидуальных проектов в составе расчетов сооружения во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.
5.6.48 Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций su,f следует устанавливать при проектировании на основе расчета сооружения во взаимодействии с основанием.
Значение su,f допускается не устанавливать для сооружений, в конструкциях которых не возникают усилия от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем), а также для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен) при соответствующем обосновании.
5.6.49 При разработке типовых проектов сооружений на основе значений su,s и su,f следует устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов, упрощающие расчет оснований по деформациям при их привязке к местным грунтовым условиям:
а) предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов основания, соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения или средней осадки основания ;
б) предельную неравномерность деформаций основания , соответствующую нулевой жесткости сооружения;
в) перечень грунтов с указанием их простейших характеристик свойств, а также характера напластований, при наличии которых не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.
Примечания
1 Степень изменчивости сжимаемости основания определяют отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению.
2 Среднее значение модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения определяют как средневзвешенное с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения.
5.6.50 Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно приложению Г, если конструкции сооружения не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием и в задании на проектирование не установлены значения su,s (см. 5.6.46, 5.6.47).
5.6.51 В проектах сооружений, расчетная осадка которых превышает 10 см, следует предусматривать соответствующий строительный подъем сооружения, а также мероприятия, не допускающие изменений проектных уклонов вводов и выпусков инженерных коммуникаций и обеспечивающие сохранность коммуникаций в местах их пересечения со стенами сооружения.
5.6.52 Расчет деформаций основания допускается не выполнять для сооружений геотехнических категорий 1 и 2, если среднее давление под фундаментами проектируемого сооружения не превышает расчетное сопротивление грунтов основания (см. 5.6.7 - 5.6.25) и выполняется одно из следующих условий:
а) степень изменчивости сжимаемости основания меньше предельной (по 5.6.49, а);
б) инженерно-геологические условия площадки строительства соответствуют области применения типового проекта (по 5.6.49, в);
в) грунтовые условия площадки строительства сооружений, перечисленных в таблице 5.11, относятся к одному из вариантов, указанных в этой таблице.
Таблица 5.11
Сооружения | Варианты грунтовых условий |
1 Производственные зданияОдноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, стальной или железобетонный каркас на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно.Многоэтажные до шести этажей включительно с сеткой колонн не более 6 x 9 м.2 Жилые и общественные зданияПрямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича, крупных блоков или панелей:а) протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно;б) несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно | 1 Крупнообломочные грунты при содержании заполнителя менее 40%.2 Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности.3 Пески любой крупности, только плотные.4 Пески пылеватые при коэффициенте пористости e <= 0,65.5 Супеси при e <= 0,65, суглинки при e <= 0,85 и глины при e <= 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2, а IL <= 0,5.6 Пески, кроме пылеватых при e <= 0,7 в сочетании с глинистыми грунтами при e < 0,5 и IL < 0,5 независимо от порядка их залегания |
Примечания 1 Таблицей допускается пользоваться для сооружений, в которых площади отдельных фундаментов под несущие конструкции отличаются не более чем в два раза, а также для сооружений иного назначения при аналогичных конструкциях и нагрузках. 2 Таблица не распространяется на производственные здания с нагрузками на полы свыше 20 кПа. |
5.7. Расчет оснований по несущей способности
5.7.1 Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Принимаемая в расчете схема разрушения основания (при достижении им предельного состояния) должна быть статически и кинематически возможна для данного воздействия и конструкции фундамента или сооружения.
5.7.2 Расчет оснований по несущей способности проводят исходя из условия
(5.27)