Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

34 страницы

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В документе приведены методические рекомендации по определению коэффициентов жесткости основании зданий и сооружений, основанные на линейной и нелинейной зависимости между деформациями и напряжениями в грунте, а также с учетом фактора временя. Рассмотрены случаи сжатия основания и выдергивания фундамента из грунта при увеличении и уменьшении нагрузок. Приведены формулы, позволяющие использовать имеющиеся решения механики грунтов в части деформации, расчетного сопротивления и несущей способности основания для определения коэффициентов жесткости.

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Общие положения

2. Коэффициенты жесткости линейно-деформируемого основания при сжатии

3. Коэффициенты жесткости нелинейно-деформируемого основания при сжатии

4. Коэффициенты жесткости длительно-деформируемого основания при сжатии

5. Коэффициенты жесткости основания при сдвиге

6. Примеры расчета

Литература

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

К И Е В- 1 977

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Одобрены Научно-техническим Советом НИИСК Госстроя СССР. Протокол № 11 от 31 августа 1977 г.

КИЕВ —1977

определяемый с учетом коэффициента перехода от компрессионного модуля полных деформаций к шташювому модулю полных деформаций; Ей ~ модуль упругой деформации, определяемый по ветви разгрузки'компрессионной кривой на рассматшваемом диапазоне изменения давления. Для модуля упругой деформации Ей в формуле (7)переходный коэффициент .можно не вводить, поскольку модули упругой деформации грунта, определенные по результатам вдавливания штампа и по результатам компрессионных испытаний, мало отличаются друг от друга,

2.6.    При использовании расчетной схемы основания в виде ли-нейно-деформируемого слоя конечной толщины расчетная толщина слоя Нр принимается согласно указаний приложения 3

СНиП П-15-74. Остаточные и упругие осадки основания допуска -ется определять по формулам (3) и (4) настоящих методических рекомендаций, в которых глубина сжимаемой толщи принимается равной Нр .

2.7.    Коэффициент жесткости основания Н по рассматриваемой вертикали геологического разреза определяется по формуле

ЛГ=Х ’    (8)

где 5 - полная осадка основания по рассматриваемой вертикали; определяется по формуле

S=S0+fy.    (9)

Промежуточные между расчетными вертикалями значения коэффициента жесткости находятся с помощью линейной интерполяции.

2.8. При определении коэффициентов жесткости основания можно не учитывать распределительные свойства грунта, если со -блюдается условие

Еа

-р >5.    (ю)

са

В этом случае при определении упругих осадок по формуле (4) величины давлений р. по всем рассматриваемым вертикалям принимаются одинаковыми и равными давлениям по вертикали,проходящей через центр подошвы фундамента. Остаточные осадки определяются без изменений по формуле (3).

3. КОЭФФИЦИЕНТЫ ЖЕСТКОСТИ НЕЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ СЖАТИИ

3.1. Если давление на основание превышает величины, ограничивающие возможность использования линейной зависимости осад

ки от давления, необходимо учитывать нелинейность этой зависи

(II)

мости. При определении нелинейного коэффициента жесткости принимается, что осадка (рис.2)[з]

P(i--f)

гпр

Примечание. Здесь о - среднее давление на грунт под подошвой фундамента; />' - переменная величина давления на грунт под подошвой фундамента на рассматриваемой вертика -ли, которая может изменяться в пределах от 0 до рпр , давление р* определяется на основе решения контактной задачи;

4м>- несущая способность (предельное давление) основания при вертикальной нагрузке, определяемая согласно указаниям СНиП П-Х5-74;    5    -    полная    осадка основания на рассматривае

мой вертикали, определяемая по формуле (9) настоящих методи -ческих рекомендаций.

Кривая рис.2 проходит через точку А (у9 , $ ) и неограниченно приближается к вертикальной асимптоте р* = рпр . В при -нятой нелинейной диаграмме нагружения используются характе -ристики, легко определяемые средствами механики грунтов для данных размеров подошвы фундамента, глубины его заложения к физико-механических свойств грунта: осадка 5 при давлении р , не превышающем расчетного, вычисляется по указаниям приложения 3 СНиП П-15-74; несущая способность основания также может быть вычислена по СНиП П-15-74 и на основе имеющихся решений механики грунтов. Эти характеристики позволяют полностью обрисовать диаграмму нагружения до величины давления р . На участках деформаций от известной величины давления р до известной величины несущей способности рп^ диаграмма нагру -жения обрисовывается менее точно, так как здесь можно пред -ставить множество кривых с различной степенью приближения к асимптоте р = р .

3.2. Коэффициент жесткости Кнл нелинейно-деформируемого

основания при возрастании давления на грунт под подошвой фундамента определяется по формуле (см.рис.2,6)

к -    ^    ”р

п... - -:-—    >


ш


S'-


(12;

Pop -Р

К


К - коэффициент жуткости основания, вычисляемый со -гласно указаниям п.2.7 настоящих методических ре -комендаций.

Примечание. На рис.2,6 К^ - начальное значение коэффициента жесткости, определяемое по формуле (12) при 5' = = 0, а абсцисса точки 8 представляет собой фиксированное значение линейного коэффициента жесткости R Асимптотой кривой является ось OS .    5

Формула (12) характеризует жесткость поверхности основания при возрастании сжимающих нагрузок. Однако в общем случае деформирования основания (см.рис.2,в) необходимо располагать также выражениями для жесткостей основания при уменьшении сжимающих нагрузок (разгрузке), при возрастании и уменьшении растягивающих нагрузок.

3.3.    "Коэффициент жесткости Ну. нелинейно-деформируемого основания при уменьшении давления на грунт под подошвой фун -дамента (разгрузке) определяется по формуле

К у, =p/Sy •    (13)

Принимается, что величина коэффициента жесткости не зависит от величины давления (или осадки), при котором началась разгрузка основания, и численно равна коэффициенту упругой жесткости основания. Двя рассматриваемой вертикали геологического разреза К у - величина постоянная.

3.4.    Коэффициент жесткости Нр нелинейно-деформируемого основания при возрастании растягивающих нагрузок определяется по формуле


где


Ир~-


Рпр-р*


(14)


Рр


* Индекс пр н означает и растяжение'*, под которым подразу -меваются отрицательные осадки основания, появляющиеся при отрыве подошвы фундамента от грунта. При заглублении фундамен -тов в грунт указанному отрыву препятствует сопротивление грунта сдвигу или трению по боковым поверхностям фундаментов. Вследствие этого при решении контактных задач в ряде случаев следует учитывать наличие соответствующих растягивающих (отрицательных) реактивных давлений.


12


a)    3)






Рис.2. Диаграммы деформирования грунта: а - график к формуле (IX); б - график к формуле (12); в - нелинейно-неупругая зависимость; г - нелинейно-упругая зависимость.


13


3.5. Несущая способность основания Ррр.р при условном растяжении для защемленных в грунте фундаментов определяется следующим образом. Строится эпюра давления грунта 6 на влеекость среза во теории давления грунта на подпорные стенки. При этом исходные данные выбираются в наиболее невыгод ~ ном сочетании: если сдвиг происходит по грунту, то принимается лмбо расчетная объемная масса грунта jf и нормативный угол вмутреннего трения f , либо нормативная ( и расчетный V . Эпюра разбивается на отдельные участки; находятся средние удельные силы сопротивления грунта сдвигу Т по формуле

(L=6t{jf + C >    (15)

где О - среднее нормальное давление на участке;

С ~ удельное сцепление грунта; принимается равным нулю, когда более невыгодными для работы сооружения являются меньшие силы сдвига; в противном случае принимается нормативное значение Г .

Суммируя Т по площади сдвига грунта, находим величину

Рпрр

Если сдвиг происходят по боковой поверхности фундамента,определяются силы трения грунта по этой поверхности

<L=6'f ,    (16)

где г - расчетный или нормативный коэффициент трения мате-J риала фундамента по грунту*

Расчетное или нормативное значение f принимается в зависимости от того, какое из стих значений более невыгодно для рассматриваемых условий взаимодействия сооружения с основа -кием.

3*6, Величина сдвига Sp определяется но формуле горизонтальных перемещений поверхности линейко-упругого иолупро -странства для случая равномерно распределенной горизонталь -мой нагрузки рр , приложенной к этой поверхности* Применительно к рассматриваемой задаче [ 4 ]

СТО

с - Рр ff О +/*)(* -OJx /к)

р"    Е    9

где    Е    -    площадь сдвжга грунта;

£ и и - соответственно модуль деформации * коэффяци -> ект Пуассона грунта;

14

СОх>Сд*- безразмерные коэффициенты, определяемые в за** висимости от соотношения сторон площади сдав* га.

3.7,    Сдвиговая нагрузка рр рассматривается как предел пропорциональности. Б практических расчетах рекомендуется принимать

Рр -ОЛрпрр    (18)

3.8.    Коэффициент жесткости при уменьшении растягивающих на* грузок определяется по соответствующим кривым разгрузки грунта (см.рис.1,3). В практических расчетах можно принимать этот коэффициент в виде постоянной для данной вертикали геологи * ческого разреза величины, считая, что разгрузка следует пря -мой линии (пунктирные линии на рисЛ,в). По физическому смыслу он представляет собой коэффициент упругой жесткости основания; его величина не зависит от того, при каком значении fy или р началась разгрузка.

Значение о вычисляется по формуле

Рр

Рр~ -у~’    (19)

где И - высота сдвигаемого массива грунта.

Ноэффзциент упругой жесткости Кру при уменьшении растягивавших нагрузок определяется по формуле

,, Рр

кп-5р - {Г(<уи*)ИуГ'    <го)

где - модуль упругой деформации грунта.

4. КОЭФФИЦИЕНТЫ ЖЕСТКОСТИ

ДЛИТЕЛЬНО ДЕФОРМИРУЕМОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ СЖАТИИ

4*1. При определении коэффициентов жесткости оснований, характеризуемых невысокими скоростями протекания осадок во времени, допускается учитывать зависимость величины коэффициента жесткости от времени.

Коэффициент жесткости основания для момента времени t • определяется по формуле

15

(21)

Примечание. Здесь pt - величина давления на грунт под подошвой фундамента.на рассматриваемой вертикали в момент времени £    ;    S+    - величина осадки основания на рассматри -

ваемой вертикали в момент времени t . Определение давления

Pt и осадки S+ производится на основе решения контактной задачи теории консолидации и ползучести грунтов, если известны характеристики длительного деформирования грунтов, слагающих основание, и величины оседаний земной поверхности во времени.

4.2. Типичные кривые ползучести грунта1 при ступенчатом нагружении и разгрузке приведены на рис.3,а, где по оси абсцисс отложено время £    ,    вверх на оси ординат - нагрузка р ,

вниз по оси ординат - деформация (или осадка) S . Нагрузка прикладывается в моменты времени t0 , t, , tz i раз -грузка происходит в момент t3 . Вид кривых ползучести зависит от величины нагрузки: кривая АВ характеризует затухаю -щую ползучесть, имеющую место при нагрузке, меньшей некоторого предела; кривая CD - установившуюся ползучесть, которая с некоторого момента времени после загружения протекает с практически постоянной скоростью; кривая ЕС - прогрессирующую ползучесть с непрерывно нарастающей скоростью дефорииро -вания. Вертикальные отрезки» ОА, ВС и DC соответствуют мгновенным деформациям, которые появляются в момент приложения нагрузки. Отрезок FG представляет собой мгновенно восста -навливающуюся деформацию при разгрузке грунта, а кривая ОН -деформацию обратной ползучести. Величины мгновенных деформаций SfUi обозначены одним индексом вверху в скобках, указы -вающим момент приложения нагрузки tu ( Sfa) , и т.д.). Собственно деформации ползучести SfUb)    обо    -

зиачены двумя индексами, где первый индекс и обозначает момент приложения нагрузки, а второй b - рассматриваемый

ф р



Р*с.З. Диаграммы деформирования гранта во времени: а - зависимость осадок от нагрузок н времени; б - зависимость есадок от нагрузки.

17

4 f c    A    (to-)    \

момент времени tp ( d , S и т.д.;.

Примечание, График деформирования, изображенный на рис.3,а, можно построить в виде обычной зависимости деформаций от нагрузки, как это представлено на рис,3,6, Здесь наклонные сплошные линии относятся к мгновенным деформациям, вертикальные - к деформациям ползучести; пунктирные кривые отражают нелинейный характер деформирования грунта в условно стабилизированном состоянии. Полная деформация (или осадка) состоит из остаточной SQ и упругой ,

4,3. Для определения коэффициентов жесткости, характеризующих переменную во времени жесткость основания на контакте с фундаментом, необходимо вначале найти осадки основания в различные моменты времени. При атом следует различать, как показано выше, три вида осадок: мгновенную, конечную (полностью или условно стабилизированную) и текущую.

Примечание. Экспериментами доказано (С.Р.Месчяк и др.)# что зависимость между мгновенными деформациями к напряжениями с достаточной точностью выражается линейным законом, хотя модуль мгновенной деформации - величина переменная, зависящая от изменения физико-механических свойств грунта в процессе ползучести, однако экспериментальное определение модуля мгновенной деформаций встречает ряд затруднений, связанных с Фиксацией мгновенных деформаций, ввиду чрезвычайно быстрого протекания процесса ползучести в момент нагружения. Поэтому при определении коэффициентов жесткости принимаем,что модуль мгновенной деформации совпадает с обычным модулем уп -ругой деформации Ей „ Такое допущение практически не вносит дополнительных погрешностей в решения контактных задач и в то же время значительно упрощает методику экспериментальных исследований механических свойств грунта. Имея значения Eg , нетрудно вычислить упругие осадки 5д и упругие коэффициенты жесткости На основания как ликейксТ-деформируеной среды по методике разд.2 настоящих методических рекомендаций* Второй вид осадок - конечные или полные, - характеризуется нелиней -ной зависимостью р - 5 (пунктирная кривая на рис.3,6). Определение этих осадок и соответствующих коэффициентов жесткости производится по методике определения коэффициентов жесткости нелнкейно-деформкруемого основания, приведенной в разд.З настоящих методических рекомендаций. Таким образом, жесткости основания в начальном н стабилизированном состоя -нии известны. Задача состоит в том, чтобы найти коэффициент жесткости основания в промежутке между этими двумя состояниями, т*е. в моменты времени 0 < £    . Такая задача весьма

сложная, поскольку необходимо рассматривать вопросы пространственной консолидаций и ползучести слоя грунта под действием внешней нагрузки*. Поскольку в основаниях сооружений обычно допускается только затухающая и в некоторых случаях незначи -тельная установившаяся ползучесть, то имеющиеся решения задач ползучести грунта в целом касаются, в основном, случая зату -хающей линейной (в отношении нагрузок) ползучести. Однако при

18

смещениях земной поверхности, больших определенного предела (особенно ступенчатой формы), на отдельных участках контакта фундамента с грунтом в течение некоторого времени может проявляться прогрессирующая ползучесть, приводящая грунт в хрупкое разрушение или в вязкое течение. Если среднее дав -ление под подошвой фундамента не превышает предела пропор -циональности, то прогрессирующая ползучесть отдельных участков основания быстро переходит в затухающую вследствие перемещений фундамента и перераспределения контактных дав -лений. Эти обстоятельства характерны для сложных грунтовых условий и в той или иной мере должны быть учтены- при исследовании вопросов взаимодействия сооружений с основаниями.

ЧА. Для определения текущих коэффициентов жесткости И ( t ) необходимо знать протекание осадок поверхности основания под действием нагрузки р , равномерно распределенной по площади подошвы фундамента. Тогда коэффициент жест -кости какой-либо точки поверхности основания ь момент вре -мени t может быть вычислен по общей формуле

(22)

где S(t) - полная осадка рассматриваемой точки поверхности основания в момент t состоит из мгновенной (упругой) осадки Sy и текшей S+ .

Если известно значение конечной остаточной осадки 5#    ,

то текущую осадку в случае линейной ползучести можно пред -ставить в виде

St ~ So ffa)*    (23)

где 4(t)- некоторая функция времени, изменяющаяся от нуля J в момент загружечия (при t = 0) до единицы при t - о-э .

Для удобства и общности расчета сооружений с учетом пол -зучести грунтов и ползучести элементов конструкций цедеео -образно использовать понятие характеристики ползучести грунта LPt , представляющей собой отношение текущей осадки

St к упруго-мгновенной осадке Sy :

4 -■ з|- -Щ-т ■    ««

При введении характеристики ползучести

С25)

19

УДК 624.131.5(083.1)

Приведены методические рекомендации по определении коэффициентов жесткости оснований зданий и сооруже -иий, основанные ча линейной и нелинейной зависимости между деформациями и напряжениями в грунте, а также с учетом фактора времени. Рассмотрены случаи сжатия основания и выдергивания фундамента из грунта при увеличении и уменьшении нагрузок. Приведены формулы, позволяющие использовать имеющиеся решения механики грунтов в части деформаций, расчетного сопротивления и несущей способности основания для определения ко -эффициентов жесткости.

Методические рекомендации предназначены для инже -неров^проектировщиков и научных работников строительного профиля, занимающихся вопросами расчета зданий и сооружений на деформируемом основании.

Разработаны докт.техн.наук, проф.С.Н.Клепиковым (НИИСК Госстроя СССР).

Отзывы и замечания просьба направлять по адресу: 232037 Киев-37, ул.И.Клименко, 5/2, НИИСК Госстроя

(5) Научно-исследовательский институт строитель-ных конструкций Госстроя СССР, 1977.

где    ~    Упругий    коэффициент жесткости, опре-

9    деляеиый    по    методике разд.2 шастоя -

цнх методических рекомендации.

4.5; Остаточная осадка <5^ при давлении /? , не превы-иавцеи предеха пропорциональности, определяется по методике разд.2 настоящих методических рекомендаций. Если р превышает предел пропорциональности, то Д? следует определять с учетом нелинейной зависимости осадок от давлений по методике раяд.З. В последнем случае для нахождения 50 используется нелинейная зависимость, выражаемая формулой (II). Подставляя эту зависимость в формулу S0 ~ Sn - Sy , а затем вводя полученное выражение в формулу (24), пахо~


ДНИ



Поскольку упругая осадка Sp линейно зависит от нагрузки р , ее можно выразить в зависимости от величины упругой осадки при фиксированной нагрузке р так:



(27)


Надставляя (27) в (26), получим более удобную для расче -*©в формулу характеристики ползучести


4.6. Дня области линейной ползучести и при линейной зависимости между полными осадками я нагрузками справедлив принцип наложения. Поэтому при ступенчато возрастающей нагрузке полная величина осадки, развивающейся к моменту времени tp , может быть определена как сумма

Примечание. Здесь принято, что нагрузка приюта -дывается отдельными ступенями г моменты времени tu ( и -= О, I, 2,    причем    рассматриваемый момент ttr>t/f.

Характеристика ползучести в соответствии с формулой (24) онределяется так:


(29)


20


ВВЕДЕНИЕ

При расчете зданий и сооружений на деформируемом основании применяется расчетная схема основания в виде модели переменного коэффициента жесткости, частным случаем которой является известная винклеровская модель линейно-упругого основания. Особо эффективно использование модели переменного коэффици -ента жесткости при расчете зданий и сооружений в сложных грунтовых условиях, где в общем случае необходим учет пере -менной жесткости основания в плане, а также неравномерных вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности осно -вания, вызванных подземной разработкой полезных ископаемых , просадкой грунтов при замачивании я т.п. В подобных случаях задача сводится к расчету здания или сооружения, взаимодей -етвущего с неравномерно сжимаемым к смещающимся основанием, где на одних участках контакта фундамента с грунтом происходит увеличение давлений по сравнению с начальным состоянием, на других - уменьшение, на третьих - нарушение контакта,т.е. задача становится физически и конструктивно нелинейной* Дополнительное осложнение возникает вследствие резкого разли -чия в характере деформирования грунта при нагружении и раз -грузке.

На основе модели переменного коэффициента жесткости орав -нительно легко учитывается развитие деформаций оснований во времени. Обычно при проектировании сооружений определяются конечные (стабилизированные) осадки, вычисляемые в предположении, что процесс деформации грунтов основания во времени практически завершен. Однако в некоторых случаях (например , при невысоких скоростях протекания осадок во времени) знание величины конечной осадки недостаточно; в зависимости от соотношения скоростей осадок основания под различными точками фундамента и скоростей развития длительных деформаций эле -

з

ментов конструкция наиболее опасное для сооружения состояние может вовникнуть как в моменты времени, близкие к t - 0 или к t , тах я в некоторый момент времени, промежуточный между t = 0 и t =с».В подобных условиях важно прогно -зировать изменение напряженно-деформированного состояния системы основание-сооружение во времени.

Теория переменного коэффициента жесткости, с точки зрения физической постановки, обеспечивает вполне достаточную для приложений точность решения контактных задач механики грун -тов. Пользуясь этой теорией, можно получать численные реше -ния для различных контактных задач, связанных с проектированием и эксплуатацией здания и сооружений в обычных и сложных грунтовых условиях. В связи с этим вопросы определения коэффициентов жесткости оснований зданий и сооружения представ -ляют важное значение. Метода определения коэффициентов жесткости, изложенные в настоящих методических рекомендациях,отражают влияние важнейших факторов и включают достаточно устойчивые показатели механических свойств грунтов, получаемые в результате инженерно-геологических изысканий.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие методические рекомендации составлены в развитие положений СНиП П-15-74 "Основания зданий и сооружений" с целью использования яри подготовке исходных данных для расчета зданий, сооружений и отдельных конструкций с учетом деформаций оснований.

1.2.    Расчетную схему основания при расчете деформаций грунтов от нагрузок согласно требований СНяП рекомендуется принимать в виде линейно- иля неланейно-деформяруемого полупространства, а также слоя конечной толщины.

1.3.    Деформационные свойства основания в виде подупро -страиства или слоя допускается характеризовать на контакте с фундаментам! перемеными в общем случае коэффициентами жесткости. Такая обобщенная расчетная схема основания (модель переменного коэффициента жесткости) моделирует только кон -тахтные условия, а не грунтовую толщу н используется для оп-

ределения реактивной нагрузки Р на контакте основания с фундаментом (решение контактных задач):

P-К Ss    (I)

где К - коэффициент жесткости основания;

5 - совместная деформация основания и фундамента*

В зависимости от характера нагружения деформационные свой -ства основания на контакте с фундаментами могут определяться одновременно двумя видами коэффициентов жесткости #^(сжа -тие) и Kcff (сдвиг) либо одним из них*

1.4. Коэффициент жесткости участка основания представляет собой усилие, которое необходимо приложить к единице его поверхности для ее перемещения на величину, равную единице* При определении значений коэффициентов жесткости надлежит учиты -вать основные параметры физико-механических свойств грунтов, размеры и форму подошвы фундамента, в необходимых случаях -неоднородность геологического строения основания, распреде -лителькые свойства грунта, характер нагружения, пластические и реологические свойства грунтов.

1*5. При расчете сооружений* непрерывное основание модели -руется совокупностью бесконечного множества не связанных друг с другом опорных стержней, жесткости которых характеризуются соответствующими величинами К (рисЛ,а). Непрерывное основание допускается заменять при ^расчете отдельными стержнями, коэффициенты жесткости которых должны быть равны жесткостям заменяемых участков непрерывного основания (см.рисЛ,г). Расстояния между отдельными стержнями принимают исходя из требований, предъявляемых к точности получаемого решения контактной задачи. Деформации земной поверхности, не связанные с нагрузкой от сооружения и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений основания, моделируются смещениями опорных стержней.

1.6. В зависимости от параметров, определяющих совместную деформацию основания и сооружения, модель переменного коэф -фициента жесткости может приниматься в виде:

31 В дальнейшем под термином "сооружение*' будут пониматься различные здания и инженерные сооружения.

5


Ь)

3)



Кед


Ксэ/с^

Рис.1. Расчетные схемы основания на примере плоской системы:

а - непрерывное основание (горизонтальные стержни,за исключением одного,условно не показаны): б и в - эпюры коэффициентов жесткости при сжатии и сдвиге; г - основание в

виде отдельных стержней* расположенных на конечных расстояниях друг от друга.


а)    линейно-упругой системы, работающей на сжатие, растяжение и сдвиг;

б)    нелинейно-упругой или неупругой системы, отражающей нелинейную связь между деформациями и нагрузками на осно -ванне в стабилизированном состоянии грунта, различие в деформационных свойствах основания при нагружении и разгрузке, несущую способность основания, нарушение контакта между фундаментом и основанием;

6

в) реологической системы, отражающей деформационные свойства основания для различных моментов времени в течение строительного и эксплуатационного периодов (нестабилизирован-ное состояние грунта),

Выбор системы для расчета следует производить на основе анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований или опыта эксплуатации аналогичных сооружений в идентичных грунтовых или горно-геологических условиях. При этом необходимо учитывать конструктивные особенности, назначение и класс сооружения.

2. КОЭФФИЦИЕНТЫ ЖЕСТКОСТИ ЛИНЕЙНО^-ДЕФОРМИРУЕМОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ СЖАТИИ

2.1.    Коэффициенты жесткости основания, расчетная схема которого принимается в виде линейно-деформируемого полупро -странства или слоя конечной толщины, определяются исходя из учета осадок основания от действия среднего равномерно рас -яределенного давления под подошвой фундамента. Выбор расчетной схемы основания производится в зависимости от размеров фундамента в плане и деформируемости грунтов, расположенных в пределах сжимаемой толщи, в соответствии с требованиями п.3.49 СНиП П-15-74. Осадки основания определяются методом послойного суммирования осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи в соответствии с общими требованиями прило -жения 3 СНиП П-15-74 и с учетом дополнительных требований, содержащихся в настоящем разделе данных методических реко -мендаций.

2.2.    При определении коэффициентов жесткости основания следует в общем случае учитывать неоднородность геологичес -кого строения основания и распределительные свойства (связ -ность) грунта. Неоднородность геологического строения осно -вания учитывается определением значений коэффициента жест -кости в ряде точек под подошвой фундамента, выбираемых в зависимости от характера залегания слоев, наличия отдельных линз грунта и различных включений. Для вертикальных линий (вертикалей), проходящих через выбранные точки, назначаются

расчетные слои. Границы расчетных слоев следует располагать так, чтобы они совпадали с границами соприкасающихся различных по деформативным свойствам слоев грунта.

Распределительные свойства грунта определяются значениями коэффициента жесткости исходя из раздельного учета остаточ -ных и упругих (восстанавливающихся) осадок основания. Принимается, что распределительная способность грунта характера -зуется степенью развития им упругих деформаций[2].

2.3. Остаточные осадки следует определять, если соблюдается условие

Р

р.

где

р>рг *    (2)

среднее фактическое давление под подошвой фунда -мента;

природное (бытовое) давление в грунте на уровне подошвы фундамента от массы вышележащих грунтов (до отметки природного рельефа). При Р^ А остаточные осадки не определяются.

При определении остаточных осадок основания по всем рас -четным вертикалям принимается одинаковое распределение до -полнительного давления по глубине, вычисляемое для вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента. Остаточная осадка 5а основания с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется по формуле

(3)

■р %

l~1 £oi

Примечание. В формуле (3) принято:    п    - число

слоев, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания на рассматриваемой вертикали геологического разреза (глубина сжимаемой толщи определяется согласно приложение 3 СНиП П-15-74);    п;    - толщина L -го слоя грунта; Eql -

модуль остаточных деформаций L -го слоя грунта; Р#- среднее дополнительное (к природному) давление в t -ом слое грунта, равное полусумме дополнительных давлений Pfe на верхней и нижней границах этого слоя, определяемых по вертикали. проходящей через центр подошвы фундамента по приложе -нию 3 СНиП П-15-74; В - безразмерный коэффициент, равный 0,8. г

2.4. Упругие осадки основания по расчетным вертикалям следует определять с учетом неравномерности распределения нор-

8

мадьных давлений по горизонтальным сечениям сжимаемой толщи основания. Распределение по глубине нормальных давлений в

жений в массиве линейно-деформируемого полупространства. Уп


любой точке в пределах подошвы фундамента находится с использованием метода угловых точек (рекомендуется приложением 3 СНиП П-Х5-7Ц) или с использованием общих выражений для напря

PihL


ругая осадка 5^ основания по рассматриваемой вертикали определяется по формуле

Примечание. Здесь принято:    Pi    -    среднее    давление

в i -ом слое грунта, равное полусумме давлений Рг на верх -ней и нижней границах этого слоя, определяемых от действия среднего давления Р на грунт под подошвой фундамента в зависимости от расположения рассматриваемой вертикали; tyL~ модуль упругих деформаций L -го слоя грунта.    *

2*5. Модули остаточных Еа и упругих Еу деформаций слоев грунта, из которых состоит сжимаемая толща основания; реко -мендуется определять по результатам полевых испытаний грунтов штампами в шурфах (скважинах) или компрессионных испытаний образцов грунтов в лабораторных приборах. В случае штамповых испытаний модули деформаций определяются по графику зависи -мости осадки штампа от нагрузки на него по формулам [2]

£ -    ■    с»

с _ ioPiF

4--Щ

где (J - коэффициент формы подошвы штампа, равный 0,88 (квадрат; и 0,89 (круг);

Е - площадь подошвы штампа;

ju - коэффициент Пуассона грунта.

В случае компрессионных испытаний модуль остаточных дефор -

мадий грунта допускается определять по формуле

(7)

Е Ей.

TFT

Примечание. Здесь £ - модуль полной деформации

9

1

Нод термином "ползучесть грунта" подразумевается дефор -мадия во времени грунта в целом, т.е. деформация, вызванная совместным действием факторов фильтрации и ползучести скелета.

16