(расчет по деформациям)
Расчет по второй группе предельных состояний производят с целью предотвращения предельных деформаций оснований и фундаментов (осадок, кренов, горизонтальных перемещений). К этой же группе относятся расчеты трещиностойкости железобетонных фундаментов, имеющих целью не допустить коррозию арматуры. В общем виде расчеты по второй группе предельных состояний состоят в выполнении условия:
S < S пр , (8.1)
где, S - расчетное значение деформации основания фундамента, элемента или всего сооружения в целом (величина фактической совместной деформации основания и здания или сооружения), см;
S пр - предельно допустимая величина совместной деформации (основания и здания или сооружения), установленная СНиПами в зависимости от требований эксплуатации, см.
В грунтах, находящихся в первой стадии напряженного состояния, напряжения от внешней нагрузки с некоторыми допущениями определяются по формулам теории линейно-деформируемых тел. Напряжения, найденные по формулам этой теории, соответствуют конечным осадкам. Напряжения в основании фундаментов можно определять методом угловых точек и методом элементарного суммирования напряжений. Метод элементарного суммирования более прост в применении. Он позволяет приближенно определить напряжения для любой нагрузки.
Для расчета конечных (стабилизированных) осадок фундаментов мелкого заложения наибольшее распространение получили метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя.
Во многих случаях при практических расчетах прибегают к упрощению задачи. Для центрально нагруженного фундамента определяется максимальная осадка s по оси z, которая и принимается как характерная величина совместной деформации основания и фундамента. Сопоставление значений s и sconst осадки жесткого фундамента позволяет заключить, что в этом случае имеет место некоторое завышение рассчитанной осадки на 21 % для квадратного и на 16 % для ленточного фундамента.
В случае внецентренно нагруженных фундаментов обычно определяют величину средней осадки и крен (тангенс угла наклона) подошвы фундамента.
Различают две группы методов расчета осадок:
а) методы, основанные на строгих расчетах (определение осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности);
б) приближенные решения (расчет осадок методом послойного суммирования, расчет осадок методом эквивалентного слоя и др.).
При определении осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности используют строгие решения о распределении напряжений в однородном изотропном массиве грунтов от нагрузок, приложенных на его поверхности.
Зависимость между осадкой подошвы центрально нагруженного фундамента s, площадью фундамента А = a . b (а – длина, b - ширина подошвы фундамента) и средним значением дополнительного давления ро имеет вид:
s = ω ро b (1 – ν2) / E, (8.2)
где ω – коэффициент, зависящий от формы площади и жесткости фундамента, принимается по таблице 7.1 [2] ;
ро - среднее значение дополнительного давления от фундамента сооружения, кПа;
ν - коэффициент Пуассона грунта основания;
Е - модуль деформации, кПа.
Среднее значение дополнительного давления ро :
ро = р - γ h, (8.3)
где γ - удельный вес слоя грунта ограниченной мощности;
h - толщина слоя грунта ограниченной мощности.