Министерство заготовок СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ оценке устойчивости оснований алеватораых сооружений

Москва 1985

Настоящие рекомендация по оценке устойчивости оснований элеваторных сооружений разработаны в лаборатории расчета и испытаний вооружений института ЦНИИПромвернопроект заведующим лабораторией к.т.н. Е.З.Болтянским.

-/2

Расчетная схем для определения Величин активного ЬокоЪого давления

-*3-

значения ординат Сокового давления соответственно на уровне верхней и нижней границы /и-го слоя грунта;

£*- высота т-го слоя грунта.

2.26.    'Тлечо действия силы относительно точки определяется из

выражения:    m-/

/ .*-4*2 5/ * - («BLLl^- )    _(п)

*/* ^с 1 у/ о/    ''    ^UAi

где

заглубление подоиви Фундамента со стороны действия активного бокового давления грунта;

Sj - высота j-ro слоя грунта (J - V,,2,...т-у);

У_с - координата ионтра поворхности скольжения (точки С).

2.27.    Значения ординат бокового давления грунта на уровне по-

дойны каждого m-го слоя определяется по формуле:

sZ'! - Sm)    %),

где

расчетные значения соответственно удельного веса и угла . внутреннего трения ш-го слоя грунта;

DflUt.

- приведенная толщина вышележащего однородного слоя грунта, определяемая пдя каждого m-го слоя(т - 4,2,... п) по фор муле: НТ¹*- t, Г; А

От-. * 3^4+    -    (13)

^т*‘    (Г-    ~

2.28. В случае, когда в пределах высоты заглубления грунты

являются однородными, эта высота может быть представлена одним слоем толщиной . В этом случае формулы (10) -(13) упрощается и принимают следующий вид:^ JI

~~£¹

sr^l . S.-0

- 14-

2.29. При неоднородных по глубине грунтах ординату эпюры давления на уровне подошвы I-го слоя находят по формуле

~JC S_t    (гг)

V/ (^sr-У (^ - #), оо

и далее по формулам (12) и (13).    (    ЛЗу

2.30. Момент от касательных сил по поверхности скольжения, возникающих за счет веса грунта, Мд сдв. находится как су*ма моментов от касательных сил, действующих в пределах высоты, ограниченной

поверхностью скольжения, и определяется по формуле

<7    <*•/

7J- сдвигающая сила, действующая по поверхности скольжения в пределах l -ой полосы;

R. - радиус поверхности скольжения;

2 - целое число выделенных вертикальных п олос в пределах поверхности скольжения, определяемое с учетом указаний п.2.33.

Сида Т* находится по формуле

7Г •Qi sin «г ,    (fS)

где

Qi - вес грунта £ -той полосы, определяемый по формуле

Gi ³ £-/£Ч-,    ^

где

&l₉ соответственно ширина а средняя высота С -той полосы;

сС. - угол между вертикалью, проведенной через центр поверхности скольжения точку С , и нормалью к с -той площадке скольжения в точке, оттределяемой высотой ^*, то есть в середине полосы и определяемый но указаниям п. 2.32.

- (6-

Д^яна проекции 00j находится по формуле

к. = х_е + V Я^г-(Ус-^)^г'.    (20)

Если «дело полос, определенное на основании значений ос и окажется нецелым, то производится его округление до ближайшего целого. При этом рекомендуется руководствоваться следующим правилом: если ширина последней ^ -ой полосы 6^    ,    то    2    ^л2₀*    1    ,    где £₀ -

целая часть огнои/енир    ,    _в    противном    случае    £    - £_о,

2.34.    Момент от крена сооружения М₄ сдв. возникает при наклоне сооружения в сторону, противоположную направлению сдвига, и определяется по формуле

Мч_¥^s fifty »    & О

где

- .рен сооружения (в радианал ), численно равный горизонтальному смещению центра, приложения равнодействующей внешние вертикальных о ил, действующа на сооружение.

Равнодействующая внешних сил /^определяется по формуле (6), а точка ее приложения У_ы по формуле (8).

2.35.    Момент удерживающих сил, вызванных трением по поверхности скольжения, уд. зависит от веса сооружения и веса сдвигаемой части грунтового массива, расположенного выше поверхности скольжения, и определяется по формуле _?

, (22)

где    ^{а    1    ш{}

Vi -сила трения по поверхности скольжения в пределах с -го участка (полосы), определяемая по формуле;

Vi * (ft + fy) ■ *4    ■    COScLc    ,    (25)

где

- давление на основание под подошвой фундамента, определяемое в соответствии о указаниями п.п. 2.14 и 2.36;

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Общая чаотъ..................... Ч

2.    Раочет оонований    на уотойчивооть ... ....... 5

3.    Указания по проектированию и эксплуатации элеватор

ных сооружений о учетом факторов, влияющих на устойчивость основания.................. i3

Приложение

Пример расчета устойчивости основания оилооыого корпуса элеватора................... Z4

Утверждены Главпром-    Срок введения

Разработаны Центральным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским и проектным институтом "ЦНИИпромзер-нопроект"

rl^PCCCp°^{GKT0M МИ}"^3а~    ⁰¹ -⁰⁴ *^8Г>

24.10.84

РЕКОМЕНДАЦИИ по оценке устойчивости оснований элеваторных сооружений

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие рекомендации разработаны в лаборатории расчета и испытаний сооружений института ШМИпромзериопроект по результатам научно- чсследовательской работы по теме I.3I2 "Исследования статической работы элеваторных сооружений в полях предупреждения неравномерных осадок, повышенных кренов и их выправления в различных грунтовых условиях", этапа IX "Разработать рек^мендапии по оценке устойчивости оснований элеваторных сооружений при неравномерных осадках". В исследованиях по указанному этапу участвовали зав. лабораторией к.т.н. Е.З.Болтянский, ид. научный сотрудник Е.А.Козлова и ст. научный сотрудник П.А.Перлов.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических и научных работников проектных я научно-исследовательских инсти1утов, разрабатыв,- щих проекты элеваторных сооружений и других аналогичных зданий.

I. ОБГГЯ ЧАСТЬ.

I.I. Рекомендации предназначены для опенки устойчивости оснований проектируемых, строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений предприятий по хранению и переработке зерна и других

амлг.ог;г1НЫ\ зданий и сооружений.

- 5-

1.2.    Оценка устойчивости основана на методе круглошишндричеоких поверхностей скольжения и применима для сооружений на сплошных плитных фундаментах, расположенных на естественном основании.

1.3.    Область применения настоящих рекомендаций ограничена величиной среднего расчетного давления на грунт основания равной ЗЬО кн/м^ при условии, что максимальное краевое давление превосходит среднее не более, чем на 20%. Указанные давления соответствует силосным корпусам зерновых элеваторов с высотой силосной части до 30 м, а также люоым другим зданиям и сооружениям на плитных фундаментах, расчетные давления но,, которыми не превосходят указанных величин.

1.4.    Данные настоящих рекомендаций позволяют определить коэффициент устойчивости оснований элеваторных сооружений в зависимости от физико-механических характеристик грунтов, размеров сооружения, глубины заложения подошвы, наличия крена, величины и характера приложения нагрузки и т.д.

1.5.    Рекомендации оодержат необходимые сведения о глубин^

и местах расположения инженерно-геологических выработок, осущеот-вллвмых во время изысканий. позволяющие получить наиболее полную информацию для выполнения расчетов оснований на устойчивость.

2. РАСЧЕТ ОСНОВАНИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

2.Х. Расчет на устойчивость оснований относится к расчетам по несущей способности. Целью такого расчета по несущей способности является обеспеченно устойчивости нескального основания.

2.2.    Все нагрузки, учитываемые в расчетах оснований на устойчивость, принимаются с коэффициентами перегрузки для I-ой группы предельных состояний.

2.3.    Расчет оснований по несущей способности допускается выполнять графоаналитическим методам слососем Kpyi лоцилиндрических

- б-

поверхностей скольжения. Численная оценка устойчивости производится путем отыскания отношения momohtod сил, препятствующих сдвигу грунта основания по поверхности скольжения, к моменту сдвигающих сил.

2.4. Несущая способность основания считается обеспеченной, если расчетный коэффициент устойчивости ?1,2, при этом величина k определяется по фор^ле:

м

к-М*.    W

где:

2Е. Мао - сумма моментов удерживающих сил (препятствующих сдвигу по поверхности скольжения);

Л /^1 сумма моментов сдвигающих сил.

2.5.    Расчетным коэффициентом утойчивости считается минимальный из всех возможных коэффициентов, значению которого соответствует наиболее опасная поверхность скольжения, объемлющая сдвигаемую часть грунта основания. Положение пентра и радиуса крутлопилиндри-ческой поверхности скольжения заранее неизвестны и определяются способом попыток.

2.6.    В соответствии с расчетной схемой метода круглошштдри-ческих поверхностей скольжения (рис. I) для каждого возможного пентра (т.С.) через угловую точку нижней плоскости фундамента (т.0.) проводят цилиндрическую поверхность ч определяют соответствующий коэффициент устойчивости. Искомым центром будет тот, при котором к * к mi г. •

2.7.    При расчете следует учитывать, что система сооружение -грунт находится под воздействием собственного веса сооружения G

и известной зерновой нагрузки Р. При этом точки приложения равнодействующих этих нагрузок    ^и    *р»^ур)    определяются    зара

нее. Из всех видов зерновой загрузки допускается учитывать только

о

полную и частичную одностороннюю загрузку корпуса на - его шионны.

3

Расчетная схепа чстойчийости основания метода кочгтшАинЬических поверхностей сшыкения

2.8.    В расчете учитываются величины заглубления подошвы фундамента, которые могут быть разными по обе стороны от сооружения.

В соответствии с направлением сдвига, показанного на расчетной охеме, в пределах высоты заглубления (£₍ может быт., учтено активное бытовое давление грунта.

2.9.    При расчете вся толща грунта, начиная от поверхности планировочной отметки разбивается на произвольное число горизонтальных слоев " m " произвольной высоты S_m. Разбивку на слои следует производить так, чтобы отразить послойные изменения физико-механических характеристик грунтов основания. Для удобства выполнения расчотов границу одного из слоев рекомендуется расположить на уровне подошвы фундамента. Нумерацию слоев следует начинать сверху.

2.10.    Сдвигаемый массив грунта, ограниченных плоскостью АО и крутлоиилиндрической поверхностью 00^, разбивается на произвольное число полос вертикальными сечениями. Разбивка на полосы должна учитывать неоднородность основания в пределах сдвигаемо!э массива грунта. Число полос не должно быть малым, так как их уменьшение снижает точность расчета. С достаточной для практических целей точностью число вертикальных полос в пределах пнфины фундамента может назначаться равным 8-12.

2.11.    В результате разбивки массива грунта на горизонтальные слои и вертикальные полосы образуются элементы, внутри которых физи-ко-механи*.зские характеристики грунтов основания считаются постоянными.

Of.

2.12.    Каждый получи шип У элемент характеризуется шириной и ее средней высотой fij, определенной геометрически. Точка пересечения высоты полосы с поверхностью скольжения определяется радиусом этой поверхности (нормальной к i-ofl площадке скольжения) и вертикалью , проведенной через точку С , то есть углом li .

- 9

С.13. В расчетах используются следующие физико-механические характеристики грунтов основания:

- среднео расчетное значение удельного веса грунта в пределах t-ой полосы, включоюсцой Л) слоов; if_x - расчотноо значение угла внутреннего трония грунта по площадке скольжония в пределах рассматриваемой полосы;

Г,- - расчетное значение удельного сиеплонил в предолах с -ой полосы;

2.14.    Давление на основание под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок допускается опродоллть из условия его распределения по закону плоскости. При неравномерной внешней нагрузке, передающейся от сооружения, средние ординаты эпюры давлений на грунт

( Р;) определяются для каждой L -ой полосы по формуле внеиентренно-го сжатия.

2.15.    В пределах ширины фундамопта давление, вызванное нагрузкой от сооружения, суммируется с весом массива грунта, находящегося выше поверхности скольжения. За пределами фундамента вес массива грунта для каждой i-ой полосы учитывается аналогично, при этом давление от веса сооружения не учитывается. Учет взвешивающего действия грунтовой воды следует производить только ддя песчаных грунтов, находящихся в водоиасыщенном состоянии.

2.16.    При расчете устойчивости рекомендуется учитывать дс ол-нительное сдвигающее усилие, вызванное кроном сооружения.

2.17.    Координаты точки С, соответствующей расчетной круглоии-линдричоской поверхности скольжения, определяются путем i..: последовательного перебора в области ео возможного рас пол ожени;:. При выполнении расчетов при помощи 3UM может применяться грубая оценка границ этой области, а именно:

1)    Точка С находится выше отметки поверхности основания со стороны предполагаемого выпора грунта, то есть выше плоскости, определяемой прямой AOj (рас. I).

2)    Точка С занимает такое положение, ~ри котором точу Oj поверхности скольжения оказывается за проделами подошвы плиты.

-fa-

2.Г8. В соответствии с принятыми в расчотной схеме положением О, направлением осей X и У и направляем сдвига указанные з 2.17 ограничения выражаются формулами:

(2)

где

>Г_С|.Ус - координаты точки С;

6 - ширина фундамента;

заглубление подошвы фундамонта со стороны предполагаемого выпора грунта.

2.1У. Для ориентировочных расчетов, выполняемых вручную,применяется болоо точная оценка границ области расположения точки С в соответствии с разделом 3 настоящих "Рекомендаций".

2.20.    Все расчеты допускается производить для полосы единичной ширины, выделенной из системы "сооружение-оснс^лание" двумя параллельными вертикальными сечениями.

2.21.    Величины суммарных моментов, входящих в формулу (1) п. 2.4, определяются относительно точки С по формулам:

~    \    суб.    ♦ М ;суб. ⁴ Hi суб *- Мь    (3)

^ш Mijff. + Mijj.,    ⁽⁴⁾

где

MlоХ-. ~ момент сдвигающих сил, вызванный вертикальными нагрузками J от сооружения;

М, [si- то же, вызванный активным давлением грунта на боковую грань * сооружений;

M._c-f - тс же, вызванный касательными силами по поверхности сколь-' женин, ьозникаедкие за счот веса грунта, расположенного зыле поверхности (лМ

- то же, вызванный граном сооружения;

М/. с. *    удорггнаюспх    сил, вызванных силами трена.'’ по повер-

гнсстк сисзджехая;