Понятие о распределении напряжений под подошвой фундамента и в массиве основания. Коэффициент рассеивания напряжений.

Давления, возникающие под подошвой фундамента от нагру­зок, приходящихся на фундамент, распределяются по криволиней­ному закону, но для упрощения расчетов давления под подошвой фундамента условно принимаются равномерно распределенными и для их нахождения пользуются формулами сопротивления ма­териалов для центрального и внецентренного сжатия сплошного упругого бруса (рис. 11.8).

При центральном приложении нагрузки на фундамент давле­ния определяют по формуле

Для выявления закономерностей деформирования грунтового основания под нагрузкой на основании опытных данных строят график зависимости осадки sот давления р(рис. 11.6, а).

При возрастании давления под фундаментом грунт последова­тельно проходит три стадии работы (фазы уплотнения). На первой стадии, когда давление небольшое, происходит уплотнение частиц грунта за счет уменьшения объема пор. На этой стадии график прак­тически может приниматься прямолинейным. Конец фазы уплотне­ния (на графике обозначен точкой п)совпадает с началом образова­ния зон сдвига, которые первоначально возникают у краев фунда­мента (рис. 11.6, б). На второй стадии (участок п—тна графике) в уже уплотненном грунте при возрастании давления происходит бо­ковой сдвиг частиц грунта. В конце второй стадии под подошвой фундамента образуется уплотненное ядро в виде клина (рис. 11.6, в), которое раздвигает грунтовое основание и приводит к резкому нарас­танию осадки. На третьей стадии работы происходит разрушение грунта и выпирание его из-под фундамента на поверхность, при этом фундамент получает значительные, долго не затухающие осадки.

При расчетах фундаментов условно принято, что допускается их работа при давлениях на грунт, соответствующих началу второй стадии, когда области предельного равновесия (сдвига) грунта рас­пространились на глубину ^х/ф,где b—ширина подошвы фундамен­та (рис. 11.6, б).Такую величину давления рсчитают предельной и обозначают R —расчетное сопротивление грунта (рис. 11.6, а).

Если давление под подошвой центрально-сжатого фундамента меньше расчетного сопротивления грунта (р£ R), осадки обычно не превышают предельных значений, установленных нормами. Мак­симальное давление под подошвой внецентренно нагруженных фундаментов ограничивается величиной 1,2&

3. Задача. Проверить прочность балки таврового сечении с размерами b_f=500мм, h_f=50мм, b_w=150мм, h=400мм с=40мм. Бетон тяжелый класса С¹⁶/₂₀. Арматура класса S500 (2 22) Изгибающий момент M_sd =140кН·м.

Экзаменационный билет № 28

Несущая способность основания. Влияние глубины заложения фундамента, размеров и формы подошвы на несущую способность основания

Характер разрушения основания зависит от относительного заглубления фундамента d/b, где d — глубина заложения фундамента, м, а b — ширина (меньший размер) его подошвы, м.

Сопоставление этих кривых показывает, что с увеличением относительного заглубления фундамента осадка основания (соответствующая одному и тому же значению давления р) уменьшается, а его несущая способность резко возрастает. На кривых 1 и 2 легко наметить точки В1 и В2, соответствующие пределу несущей способности основания. На кривой 3 за такую точку условно принимают точку Б3, в которой кривая переходит в прямую. На кривой 4 невозможно выделить характерную точку, соответствующую появлению признаков исчерпания несущей способности основания.
В зависимости от относительного заглубления различают фундаменты мелкого и глубокого заложения. К первым относят фундаменты с относительным заглублением, меньшим 1,5—2; ко вторым — остальные при условии сохранения в ненарушенном состоянии грунтов на контакте с боковой поверхностью и подошвой фундаментов.
Разрушение песчаных оснований под фундаментами мелкого заложения сопровождается выпором объемов грунта на его поверхность (см. рис. 3.1, в). На кривых 1 и 2 (см. рис. 3.4) участки, соответствующие фазе выпирания грунта, почти вертикальны. Это означает, что несущественное увеличение нагрузки влечет за собой провалы фундамента, сопровождающиеся, как правило, его кренами и сдвигами в сторону, недопустимыми по условиям сохранности сооружений.