Методът на сумиране по слой по слой при изчисляването на валежите на основите на сградите

Диаграма на изчисление на примера за определяне на утаяването на основата по метода на сумиране по слой по слой

В момента има голям брой различни изчисления на товарите върху основите, на базата на които след това се избират вида на строителните материали, размерът на основата на основата и други данни.

Методът на сумиране на слоя по слой се използва в случаите, когато е необходимо да се изчисли течението на отделна основа, като се вземе предвид влиянието на външните фактори и допълнителните почвени ефекти.

Прилагане на метода

Методът на сумиране на слоеве по слой се препоръчва да се използва, ако е необходимо да се определят не само основните фактори на утайката, но и вторични или допълнителни фактори, които възникват само в конкретни ситуации.

  1. Определете течението на отделна основа или набор бази, разположени близо един до друг или свързани с тях.
  2. Използва се при изчисляване на основи, направени от нехомогенни материали. Такива параметри се показват при промени в модула на деформация с нарастваща дълбочина на възникване.
  3. По правило методът позволява да се изчисли течението на няколко вертикални линии наведнъж, като тук може да се пропуснат параметрите на ъгловите променливи и да се използват централните или периферните параметри. Но това може да се направи само при условие, че основата има слоеве по целия си периметър, тяхната дебелина и структура са еднакви.

Такива утайки често възникват от съседни фундаменти, тъй като при увеличаване на натоварването на площадката неизбежно се наблюдава утаяване на почвата, особено при използване на тежки тежки структури. Но тук често дизайнерите са изправени пред проблема за създаване на утайки, защото силите, които са възникнали от въздействието на съседните бази, трябва да бъдат ясно идентифицирани по вертикалната ос.

Понякога е много трудно да направите това и трябва да използвате емпирични формули. Тогава стресовите точки често се срещат по метода на ъгловите точки и получените резултати в някои случаи се приемат като оптимални за дадена ламинирана основа.

Защо е важно броенето на проекта на фондацията да е важно?

Добър пример за утаяване у дома по метода на сумиране по слой по слой под въздействието на натиск в основата

Някои основи се характеризират със слаба якост на огъване и деформация поради големите линейни размери и малката надлъжна дебелина. По принцип методът за сумиране на слоеве по слоеве често се използва за изчисляване на фундаментни ивици, тъй като те не могат да осигурят възможно най-голямо натоварване на единица площ от почвата, поради което седиментът може да се появи почти навсякъде съвсем спонтанно.

Всички изчисления, формули и препоръки са описани подробно в SNiP 2.02.01-83. За да разберете по-подробно метода, трябва да опитате да изчислите течението на лентата с истински пример.

Изчисляване на фундаментната основа на валежите

Схема на изчисление по метода на сумиране на слоеве-слой на утаяването на основата на лентата

Например, можете да вземете основа на лента, която е с ширина 120 см (б) и дълбочина 180 см (г). Разположен е на три слоя почва. Общото налягане под подметката на почвата е 285 kPa.

Всеки почвен слой има следните характеристики:

  1. Ниска влага почвата със средна плътност и порьозност, основният компонент е фин пясък, порьозност e1= 0.65, плътност у1 = 18,7 kN / m³, степен на деформация Е1= 14.4 МРа.
  2. Вторият слой е по-тънък, състои се от едрозърнест пясък, напоен с влага. Неговите показатели, съответно, са: e2 = 0.60, у2 = 19,2 kN / m³ и Е2 = 18.6 МРа.
  3. Следващият слой е J, J параметриL= 0.18, у3 = 18.5 kN / m3 и Е3= 15.3 МРа.

Според геодезическата услуга и топографското проучване подземните води в селищния район се намират на дълбочина 3,8 метра, така че ефектът им върху основата може да се счита за почти нулев.

Така че, като се има предвид, че методът на сумиране на слоеве по слой е създаването на няколко графични изследвания на вертикалното напрежение в почвите, тогава е време да ги създадем, за да изчислим допустимото натоварване върху почвата.

На повърхността на земята σZG = 0, но на дълбочина 1,8 метра (едно ниво), σzg 0 = γ1d = 18.7К; 1.8 = 33.66 kPa.

Сега трябва да изчислите координатите на вертикалния участък на стреса в ставите на няколко почвени слоя:

σzg 1 = σzg 0+ (з1-d) = 33,66 + (2,8-1,8) 18,7 = 52,36 kPa и σzg 2 = σzg 1 + γSBз2 = 52.36 ± 10.38 ± 4.2 = 95.94 kPa.

Струва си да се има предвид, че вторият слой почва е наситен с вода, така че не може да се направи без да се изчислява допустимото налягане на водната колона:

Ysb2 = (Ys2-Yw) / (1 + е2) = (26.6 -10.0) / (+ 0.60 1) = 10, 38 kPa

Сега вниманието. Примерът ясно посочва, че третият слой на почвата поема не само налягането на двата горни слоя, но и водния стълб, поради което тези параметри не могат да бъдат пренебрегвани. По този начин напрежението в основата на основата ще се изчислява по формулата:

Допълнително налягане под подметката:

Освен това всички параметри на напрегнати етуди трябва да бъдат избрани от изчислените SNiP таблици. Резултатът е, че утайката S1 Първият слой пясък ще бъде:

Чертожен пясък:

S3 = 0,8 / 15300 (50 х 37,5 + 30 х 33,0) = 0,15 cm

Общата утайка на основата, изчислена по метода на сумиране по слой по слой, ще бъде:

S = S1 + S2 + S3 = 1.16 + 1.38 + 0.15 = 2.69 cm

Съгласно параметрите, посочени в SNiP 2.02.01-83 * за конструкции, издигащи се на основи на ивици, като се вземат предвид определените видове почви, параметърът на свиване отговаря на нормата.

Предимства на метода на наслояване

Необходимостта да се изчисли валежите на основата по метода на сумиране по слой по слой

  1. Благодарение на метода е възможно да се изчисли свиването на почти всеки тип основа, независимо от структурата и размера.
  2. Можете да използвате параметрите на няколко слоя почви, както и да вземете под внимание нивото на подземните води.
  3. Подходящ за изчисляване на линейни и монолитни бази.
  4. Можете също така да използвате параметрите на товароносимостта на скалите, на които е инсталирана основата.
  5. Можете да използвате не само метода на ъгловите точки. Изчислението е валидно при използване на вертикални разфасовки.

Сред недостатъците е да се отбележи сложността на изчисленията, те могат да се превърнат само в професионални строители. Също така, този метод е сложен във времето, така че той се използва при изчисляване на основите за големи масивни сгради с дълбоко легло на подметката. За малките частни къщи методът не се практикува.

Изчисляване на валежите по метода на сумиране по слой по слой

Метод на наслагване

Изчисляването на утаяването на слоевете бази се извършва чрез метода на сумиране по слой по слой, който се базира на анализирания по-горе проблем (основната задача). Същността на метода се състои в определянето на утайката на елементарните слоеве на основата в рамките на компресионната последователност от допълнителни вертикални напрежения σZP, произтичащи от натоварванията, прехвърлени на структури.

Тъй като този метод се основава на изчислителен модел на основата под формата на линейно деформируема непрекъсната среда, е необходимо да се ограничи средното налягане върху основата до такава граница, че зоните на пластична деформация, които се появяват само леко нарушават линейната деформируемост на основата, т.е. необходимо условие

За определяне на дълбочината на сгъваемата пласт Hс изчислява напреженията от собственото си тегло σZQ и допълнително от външното натоварване σZP.
Долната граница на сгъстяващия слой на основното слънце се взема на дълбочина z = Hс от дъното на основата, където е изпълнено условието

т.е. допълнителните напрежения представляват 20% от собственото тегло на почвата.

При наличие на следната дълбочина на почвата с щам модул E≤5 MPa, състоянието

За основите на хидравличните конструкции съгласно SNiP 2.02.02-85 "Основи на хидравличните конструкции", долната граница на ядрото се намира от състоянието

Изчисляването на утаяването се провежда удобно, като се използват графични конструкции в следната последователност (фигура 7.11):

  • изграждане на геоложка секция на строителната площадка на мястото на изчислената фондация;
  • се прилагат размерите на основите;
  • начертани стресови участъци от теглото на терена σрд и допълнително σZP от външно натоварване;
  • определена компресируема пласт Hс;
  • счупено Hс върху слоеве с дебелина hаз≤0,4b;

След това пълното газене може да бъде намерено чрез сумиране на седимента на всички елементарни слоеве в рамките на компресионната последователност от израза

където β е безразмерен коефициент в зависимост от коефициента на относителни напречни деформации, който е равен на 0.8; заз - височината на i-тия слой; Eаз - модул на деформация на i-тия слой на почвата;

- средното напрежение на i-тия елементарен слой.

Методът на сумиране по слоеве по слой позволява да се определи течението не само на точката на тенфалния на дъното на основата. С него можете да изчислите течението на всяка точка в или извън мазето. За тази цел използвайте метода на ъгловите точки и изграждате диаграма на напреженията вертикално, преминавайки през точката, за която се изисква изчисляването на валежите.

Фиг. 7.11. Проектната схема за определяне на валежите по метода на сумиране на слоеве по слой: DL - планово обозначение; NL - маркирайте повърхността на естествения терен; FL - маркирайте долната част на основата; BC - долната граница на свиваемата последователност; Нс - компресируем слой

По този начин, методът на сумиране на слоеве-слой се използва главно при изчисляването на малки основи на сгради и конструкции и при отсъствие на много плътни ниско-сгъваеми почви в основата на слоевете.

Пример 7.1. Определете метода на понижаване на слоя по слоя на основата на лентата

Пример 7.1. Определя се чрез сумиране на слоя по слой на утайката на основата на шината с ширина b = 1,2 м. Дълбочината на основата на мазето от повърхността на естествения релеф е d = 1,8 м. Средното налягане под основата на основата е P = 285 kPa. Основата е сгъната в следните слоеве:

Метод на наслагване

Изчисляването на утайката по метода на сумиране на слоеве се състои в това, че седиментът на почвата под действието на структурата се определя като сума от утайката от елементарни почвени слоеве с такава дебелина, за която средните стойности на ефективните натоварвания и почвените характеристики могат да бъдат взети без специални грешки.

Помислете за реда на помощните конструкции и последователността на изчисленията, прилагани към изчислителната схема (фигура 5).

Фиг. 5. Схема за изчисляване на метода на сумиране по слой по слой

Първо, основата е обвързана с геотехническата ситуация на фондацията, т.е. комбинацията от неговата ос с литологична колона от почви. При известни натоварвания от конструкцията, средното налягане върху основата се определя по протежение на основата на основата PI. След това, започвайки от повърхността на естествения релеф, се изчертава парцел на естественото налягане (собственото си тегло на почвата) по оста на основата, който се изчислява по следната формула:

където е специфичното тегло на почвата, разположено над основата на основата;

- дълбочината на основата;

- съответно, специфичното тегло и дебелина на i-тия слой на почвата.

След това изградете сюжет от допълнителни вертикални напрежения в земята. Парцелът е построен върху точките, за които дебелината на почвата под основата на мазето е разделена на елементарни слоеве. Напрежението на границата на всеки слой се определя от формулата:

където - коефициентът, взет в съответствие с таблица 5, в зависимост от формата на основата на мазето, аспектното съотношение на правоъгълния сутерен и относителната дълбочина;

- допълнително вертикално налягане върху основата (за фундаменти с ширина b ³ 10 m, P0 = P се приема);

- средно налягане под основата на основата;

- се приема вертикално напрежение от земната маса на почвата на нивото на основата на фондацията.

Във всеки слой напреженията се считат за постоянни. Това не е напълно вярно, защото напреженията в слоевете са различни. Следователно колкото по-малка е дебелината на слоя, толкова по-малка е грешката.

Според нормите дебелината на елементарните слоеве (hi) не трябва да надвишава 0,4 от широчината или диаметъра на основата на мазето (0.4b), което от една страна увеличава точността на конструкцията на парцела и от друга страна ни позволява да разглеждаме диаграмата на разпределение на напрежението във всеки слой правоъгълна.

Сгъстяващата дебелина (Hc) е ограничена от дълбочината, под която може да бъде пренебрегната компресията на почвата, т.е. когато:

Метод на наслагване

Методът за сумиране на слоя по слой се използва при определяне на седимента на фундаменти с ограничени размери. Същността на този метод е следната. Когато размерите на основите са много по-големи от капацитета на свиваемия слой почва, е възможно да се вземе предвид компресията на почвата, която се случва без възможността за странично разширение, и да се използват зависимостите (4.6), (4.12), за да се определи количеството на валежите.

Границата на приложимост на тези формули се счита за условие

където b е ширината на по-малката страна на основата.

Фиг. 4.2. Схемата за разпределение на вертикалните напрежения в линейно деформируемо полу-пространство за изчисляване на основната утайка чрез метода на сумиране по слой по слой

Ако не можете да пренебрегнете дълбочината на отслабване на вертикалното напрежение. Тези промени ще бъдат по-големи, колкото по-дълбок е твърдият основен слой.

Същността на метода на сумиране на слой по слой е, че графиката на вертикалните напрежения (фиг. 4.2) в основата по централната ос на фундамента е разделена на участъци, съответстващи на дебелината на отделните слоеве на почвата, в рамките на всеки елементарен слой напреженията се считат за постоянни и равни на средното напрежение в разглеждания слой, т.е. заменете действителната криволинейна диаграма с стъпка по стъпка.

В този случай компресията във всеки слой се счита за компресия без възможност за странично разширение, а количеството на утаяването се дефинира като сума от седиментите на отделните слоеве.

За начертаване на профила на напрежение (фигура 4.2) използвайте таблици със стойностите на коефициента α, което позволява да се определи стойността (налягането по оста, минаваща през центъра на товарната площ на разстояние z от повърхността на земята) във фракции на външното натоварване.

Коефициентът α се определя в зависимост от съотношението на страните на основата l / b (където l е най-голямата от страните на основата) и съотношението z / b. Таблици с α стойности са дадени в SNiP и справочници. След това на всяка дълбочина напрежението

Общото количество валежи може да се намери като сума от седиментите на отделните слоеве.

където или - стойността на седимента на отделен слой почва.

За случая на хомогенна основа, характеристиките на почвата са β, Е0, m0 може да се счита за непроменена, а дебелината на слоевете да бъде със същата дълбочина, тогава изразите (4.14) и (4.15) ще имат формата:

При определяне на проекта на фондацията е необходимо да се вземе предвид влиянието на дълбочината на основата й и да се установят границите на сумиране над дълбочината. Почвата, която лежи в нивото на основата на основата, преди изграждането на структурата, вече е била компресирана от натиска на нейното собствено тегло на горната почва, т.нар. Домашно налягане. Следователно, за да се определи количеството на валежите на основата, се взима начална ориентация на натиск върху земята

където е допълнителното вертикално налягане върху основата от конструкцията (за фундаменти с ширина b ³ 10 m, се приема =); - вертикално натоварване поради тежестта на почвата (налягане на домакинството) на нивото на основата на основата.

Следващите ориентири на участъка се определят от формулата

Колкото по-дълбоко е напречното сечение на почвата от повърхността на земята, толкова по-голяма е стойността на вътрешното налягане и по-малкото напрежение от структурата. Сумирането на седимента се получава само в зоната със значителни напрежения от структурата. Тази зона се нарича компресируема пласт или активна (работна) зона. Долната граница на сгъстяващия се слой на почвата се взема на дълбочина, когато условието е изпълнено:

Позицията на границата на свиваемата последователност може да бъде намерена графично: за тази цел се извършва права линия, свързваща ордините от 0,2 на домашното налягане; пресечната точка на тази линия с епиграфа σZ натискът от структурата ще покаже позицията на границата на сгъваемата последователност (права линия AB).

Ако намерената граница на сгъстяващата последователност е в почвения слой с деформационен модул MPa или такъв слой лежи директно под дълбочината, долната граница на свиваемата дебелина на почвата се взема на дълбочина, където е изпълнено условието:

Дебелината на свиваемия слой зависи от редица фактори. Тя се увеличава с увеличаване на налягането от структурата p и увеличава размера на товарната площ и намалява с нарастващата дълбочина на основата. Тя се влияе от формата на основата (различни дълбочинно отслабване на напрежението), както и от вида и състоянието на почвата (степента на нарастване на дълбочинното налягане в домакинството).

Определяне на уреждането на основите по метода на стратифицираното сумиране на деформации.

Същността на метода на сумиране по слоеве по слой е да се определи утайката на елементарните базови слоеве в компресируемата последователност от допълнителни вертикални напрежения σZP, произтичащи от товарите, прехвърлени от структурата. Течението на основата се определя чрез обобщаване на седимента на елементарните слоеве на основата.

Тъй като този метод се основава на изчислен модел на основата под формата на линейно деформираща се непрекъсната среда, необходимо е да се ограничи налягането върху основата до такива граници, когато областите на пластична деформация, които се появяват леко нарушават линейната деформируемост на основата, т.е. условията P ≤ R и P са необходимимакс ≤ 1.2R.

Седалището на фундамента се изчислява на въздействието на аксиалното проектно натоварване с коефициент на безопасност на натоварването γе = 1.

SNiP [17] препоръчва метод за сумиране на слоеве по слой за изчисляване на утайките на фундаменти с ширина до 10 м при отсъствие на сгъваем слой с модул на деформация E> 100 МРа. База на основата се определя от формулата

където е безразмерният коефициент, равен на 0,8; n е броят на слоевете, в които се дели на сгъстяващия слой на основата дълбочина;ZPI - средната стойност на допълнителното вертикално нормално напрежение в i-тия слой на почвата, равна на половината сума от напреженията в горната и долната граница на слоя; заз, Eаз - дебелина и модул на деформация на i-тия слой на почвата.

Кодексът на практиките за проектиране и изграждане на фундаменти и основи на сгради и съоръжения [21] препоръчва този метод във всички случаи. Когато това течение се определя от формулата

където b е безразмерен коефициент, който е равен на 0,8, независимо от вида на почвата; итеZр,аз - вертикално нормално напрежение от външно натоварване в средата на i-тия слой; заз - дебелината на i-тия слой на почвата, взета не повече от 0,4 от ширината на мазето; Eаз - деформационен модул на i-тия слой на почвата, взети по протежение на първичния товарен клон; ите,аз - средната стойност на вертикалното натоварване в i-тия слой на почвата от собственото му тегло, избрано при преминаването на изкопните ями; Eд,аз - деформационен модул на i-тия слой на почвата, взет по дължината на вторичния товарен клон; n е броят на слоевете, в които се счупва свиваемият слой на основата.

При изчисляване на течението на основи, издигнати в шахти с дълбочина по-малка от 5 m, се позволява да не се вземе под внимание втория термин във формулата (3.28). В този случай формулата (3.28) съвпада с формула (3.27).

Размер на стреса sZR с намаление на дълбочината и при изчислението са ограничени до дебелината, под която деформацията на почвата е незначителна. Долната граница на свиваемата дебелина на основата се взема на дълбочина z = Hв, където условието sZR = кгZG, където

Ако в дълбочина Hв, открити при горните условия, се нанася слой от почва с деформационен модул от Е> 100 МРа, сгъваемият слой се поема отгоре на този слой.

Ако долната граница на сгъстяващия слой, установена при горните условия, е в почвения слой с деформационния модул Е

OIF Sinitsyn / глави 6-9 / допълнение 5

Определяне на валежите по метода на сумиране на слоеве по слой

За основи на естествена основа, на пясък и настилка в преобладаващия брой случаи, изчисляването на седимента е решаващо. В съответствие с последните промени в стандартите за проектиране проектът, използващ схемата на проектиране под формата на линейно деформируемо полу-пространство, се определя чрез метода на сумиране по слой по слой, като се използва формулата

където е безразмерният коефициент;

- средната стойност на напрежението в елементарния почвен слой от външното натоварване pII;

- модулът на деформация на почвения слой по протежение на първичния товарен клон;

σ - средната стойност на напрежението в елементарния слой на почвата от собственото му тегло, избрано при преминаването на изкопните ями;

заз = дебелина на i - този слой на почвата, взет не повече от 0,4 от ширината на мазето;

При липсата на експериментални данни за почвите за структури 2 и 3 нива на отговорност, е разрешено да се вземат Eд,аз = 5 Е,аз.

При изчисляване на течението на основите, издигнати в ями с дълбочина по-малка от 5 м, се позволява да се пренебрегва вторият термин в проекта за формула.

От горепосоченото може да се види, че в новия регулаторен документ съществуват някои разлики както в наименованията на буквите, така и в метода за изчисление.

Например - пълното вертикално нормално напрежение от външно натоварване, а не допълнително, както е било в SNiP [2].

В новия регулаторен документ съществуват два вида стрес, дължащи се на собственото тегло на почвата:

σ - От теглото на почвата, избрана по време на преминаването на ямата;

σZG.- върху естественото тегло на почвите, като се вземе предвид претеглящият ефект на водата и налягането на водата върху водните спирки.

Методът за определяне на долната граница на компресируемите слоеве се промени. Тя се определя, като се вземе предвид общото напрежение, а не допълнително, както се препоръчва в SNiP [2]. Това ще доведе до необходимостта да се вземе предвид при изчисленията по-голяма сгъстяваща дебелина от тази, изисквана от SNiP [2].

Най-същественият факт е, че при тестване на почвите е необходимо да се обмисли товарене на основата с компресивно натоварване, последвано от разтоварване и претоварване. Вярно е, че това изискване е задължително само за сгради и структури от първото ниво на отговорност.

При определяне на валежите по метода на сумиране по слоеве, се препоръчва следната процедура.

1) Основата е разделена на слоеве с дебелина

2) Определете напрежението в границите на елементарните слоеве под центъра на основата на основата

където - коефициентът на изменение на налягането в дълбочина, в зависимост от аспектното съотношение на основата на сутерена и относителната дълбочина (определена съгласно таблица 2.2).

- Разстоянието от основата на основата до точката, където се определя напрежението.

4) Определете напрежението от собственото тегло на почвата при границите на елементарните слоеве

5)) Определете напреженията, дължащи се на собственото тегло на почвата, отстранена от разкопките при границите на елементарните слоеве.

6) Определете долната граница на компресируемите слоеве.

При широчина на основата по-малка от 5 m, k = 0,2. При широчина на основата над 20 m, k = 0,5. При ширина на мазетата от 5 до 20 м, коефициентът k се определя чрез интерполация.

Ако границата на сгъстяващия слой е в почвения слой с деформационен модул по-малък или такъв слой лежи директно под тази дълбочина, тогава долната граница на свиваемия слой се определя от състоянието

7) Определя се от утаечния сутерен съгласно формулата 3.1

ПРИМЕР 3.1. Определете проекта на отделна фондация.

- ширината на подметката е равна на дължината на подметката -

- средно налягане на подметката;

- дълбочина на основата d = 3,65 m;

пропорцията на почвата над единствения y! = 19,1 kN / m 3.

Под подметката е слой глина с дебелина 1,55 м със следните характеристики:.

По - долу е даден слой пясък със следните характеристики:.

1) Стресът се дължи на собственото му тегло на почвата на нивото на основата на основата

2) Основата е разделена на слоеве с дебелина

В границите на втория елементарен слой границата между глина и пясък се оказа, затова го разделяме на два слоя с дебелина и

Резултатите от допълнителните изчисления са показани на фиг. 3.1 и да се намали до таблицата. 3.1.

Натиск на натиск върху подметката:

Стресът се дължи на теглото на земята

Фиг. 3.1. За изчисляване на валежите на основата

Средно допълнително налягане от слоевете:

За останалите точки и слоеве изчислението се извършва по подобен начин. Резултатите от изчисленията са представени в таблица 3.1.

Ширината на стъпалото е по-малка от 5 м, следователно долната граница на сгъстяващия слой се определя от условието. Това условие се изпълнява близо до точка 5, разположена на дълбочина 5,28 м от подметката.

Дълбочината на основата е по-малка от 5 м, така че вторият термин във формулата 3.1 не взема под внимание.

Проектът на фондацията е равен на

Наклонът на лентата се изчислява по подобен начин. Коефициентите  са взети от таблица 1, допълнение 3, SNiP [2], с аспектно съотношение по-голямо от 10.

Методът на сумиране по слоеве по слой.

Методът за сумиране на слоя по слой се използва при определяне на седимента на фундаменти с ограничени размери. Същността на този метод е следната. Когато размерите на основите са много по-високи от капацитета на свиваемия слой от почвата, може да се счита, че компресията на почвата протича без възможност за странично разширяване

и използвайте зависимостите (4.6), (4.12), дадени по-рано, за да определите количеството на валежите.

Границата на приложимост на тези формули се счита за условие

където b е ширината на по-малката страна на основата.

Фиг. 4.2. Схемата за разпределение на вертикалните напрежения в линейно деформируемо полу-пространство за изчисляване на основната утайка чрез метода на сумиране по слой по слой

Ако не можете да пренебрегнете дълбочината на отслабване на вертикалното напрежение. Тези промени ще бъдат по-големи, колкото по-дълбок е твърдият основен слой.

Същността на метода на сумиране на слой по слой е, че графиката на вертикалните напрежения (фиг. 4.2) в основата по централната ос на фундамента е разделена на участъци, съответстващи на дебелината на отделните слоеве на почвата, в рамките на всеки елементарен слой напреженията се считат за постоянни и равни на средното напрежение в разглеждания слой, т.е. заменете действителната криволинейна диаграма с стъпка по стъпка.

В този случай компресията във всеки слой се счита за компресия без възможност за странично разширение, а количеството на утаяването се дефинира като сума от седиментите на отделните слоеве.

За начертаване на профила на напрежение (фигура 4.2) използвайте таблици със стойностите на коефициента α, което позволява да се определи стойността (налягането по оста, минаваща през центъра на товарната площ на разстояние z от повърхността на земята) във фракции на външното натоварване.

Коефициентът α се определя в зависимост от съотношението на страните на основата l / b (където l е най-голямата от страните на основата) и съотношението z / b. Таблици с α стойности са дадени в SNiP и справочници. След това на всяка дълбочина напрежението

Общото количество валежи може да се намери като сума от седиментите на отделните слоеве.

където или - стойността на седимента на отделен слой почва.

За случая на хомогенна основа, характеристиките на почвата β, Е0, m0 могат да се считат за постоянни, а дебелината на слоевете трябва да се приема еднакво в дълбочина, тогава изразите (4.14) и (4.15) имат формата:

При определяне на проекта на фондацията е необходимо да се вземе предвид влиянието на дълбочината на основата й и да се установят границите на сумиране над дълбочината. Почвата, която лежи в нивото на основата на основата, преди изграждането на структурата, вече е била компресирана от натиска на нейното собствено тегло на горната почва, т.нар. Домашно налягане. Следователно, за да се определи количеството на валежите на основата, се взима начална ориентация на натиск върху земята

където е допълнителното вертикално налягане върху основата от конструкцията (за фундаменти с ширина b ³ 10 m, се приема =); - вертикално натоварване поради тежестта на почвата (налягане на домакинството) на нивото на основата на основата.

Следващите ориентири на участъка се определят от формулата

Колкото по-дълбоко е напречното сечение на почвата от повърхността на земята, толкова по-голяма е стойността на вътрешното налягане и по-малкото напрежение от структурата. Сумирането на седимента се получава само в зоната със значителни напрежения от структурата. Тази зона се нарича компресируема пласт или активна (работна) зона. Долната граница на сгъстяващия се слой на почвата се взема на дълбочина, когато условието е изпълнено:

Позицията на границата на свиваемата последователност може да бъде намерена графично: за тази цел се извършва права линия, свързваща ордините от 0,2 на домашното налягане; пресичането на тази линия с епикурера σZ на налягането от структурата ще покаже позицията на границата на свиваемата последователност (линия АВ).

Ако намерената граница на сгъстяващата последователност е в почвения слой с деформационен модул MPa или такъв слой лежи директно под дълбочината, долната граница на свиваемата дебелина на почвата се взема на дълбочина, където е изпълнено условието:

Дебелината на свиваемия слой зависи от редица фактори. Тя се увеличава с увеличаване на налягането от структурата p и увеличава размера на товарната площ и намалява с нарастващата дълбочина на основата. Тя се влияе от формата на основата (различни дълбочинно отслабване на напрежението), както и от вида и състоянието на почвата (степента на нарастване на дълбочинното налягане в домакинството).

Изчисляване на утаяването на основата по метода на сумиране по слой по слой

Методът на сумиране по слой по слой при изчисляването на валежите на основите на сградите

Диаграма на изчисление на примера за определяне на утаяването на основата по метода на сумиране по слой по слой

В момента има голям брой различни изчисления на товарите върху основите, на базата на които след това се избират вида на строителните материали, размерът на основата на основата и други данни.

Методът на сумиране на слоя по слой се използва в случаите, когато е необходимо да се изчисли течението на отделна основа, като се вземе предвид влиянието на външните фактори и допълнителните почвени ефекти.

Прилагане на метода

Методът на сумиране на слоеве по слой се препоръчва да се използва, ако е необходимо да се определят не само основните фактори на утайката, но и вторични или допълнителни фактори, които възникват само в конкретни ситуации.

  1. Определете течението на отделна основа или набор бази, разположени близо един до друг или свързани с тях.
  2. Използва се при изчисляване на основи, направени от нехомогенни материали. Такива параметри се показват при промени в модула на деформация с нарастваща дълбочина на възникване.
  3. По правило методът позволява да се изчисли течението на няколко вертикални линии наведнъж, като тук може да се пропуснат параметрите на ъгловите променливи и да се използват централните или периферните параметри. Но това може да се направи само при условие, че основата има слоеве по целия си периметър, тяхната дебелина и структура са еднакви.

Такива утайки често възникват от съседни фундаменти, тъй като при увеличаване на натоварването на площадката неизбежно се наблюдава утаяване на почвата, особено при използване на тежки тежки структури. Но тук често дизайнерите са изправени пред проблема за създаване на утайки, защото силите, които са възникнали от въздействието на съседните бази, трябва да бъдат ясно идентифицирани по вертикалната ос.

Понякога е много трудно да направите това и трябва да използвате емпирични формули. Тогава стресовите точки често се срещат по метода на ъгловите точки и получените резултати в някои случаи се приемат като оптимални за дадена ламинирана основа.

Защо е важно броенето на проекта на фондацията да е важно?

Добър пример за утаяване у дома по метода на сумиране по слой по слой под въздействието на натиск в основата

Някои основи се характеризират със слаба якост на огъване и деформация поради големите линейни размери и малката надлъжна дебелина. По принцип методът за сумиране на слоеве по слоеве често се използва за изчисляване на фундаментни ивици, тъй като те не могат да осигурят възможно най-голямо натоварване на единица площ от почвата, поради което седиментът може да се появи почти навсякъде съвсем спонтанно.

Всички изчисления, формули и препоръки са описани подробно в SNiP 2.02.01-83. За да разберете по-подробно метода, трябва да опитате да изчислите течението на лентата с истински пример.

Изчисляване на фундаментната основа на валежите

Схема на изчисление по метода на сумиране на слоеве-слой на утаяването на основата на лентата

Например, можете да вземете основа на лента, която е с ширина 120 см (б) и дълбочина 180 см (г). Разположен е на три слоя почва. Общото налягане под подметката на почвата е 285 kPa.

Всеки почвен слой има следните характеристики:

  1. Ниска влага почвата със средна плътност и порьозност, основният компонент е фин пясък, порьозност e1= 0.65, плътност у1 = 18,7 kN / m³, степен на деформация Е1= 14.4 МРа.
  2. Вторият слой е по-тънък, състои се от едрозърнест пясък, напоен с влага. Неговите показатели, съответно, са: e2 = 0.60, у2 = 19,2 kN / m³ и Е2 = 18.6 МРа.
  3. Следващият слой е J, J параметриL= 0.18, у3 = 18.5 kN / m3 и Е3= 15.3 МРа.

Според геодезическата услуга и топографското проучване подземните води в селищния район се намират на дълбочина 3,8 метра, така че ефектът им върху основата може да се счита за почти нулев.

Така че, като се има предвид, че методът на сумиране на слоеве по слой е създаването на няколко графични изследвания на вертикалното напрежение в почвите, тогава е време да ги създадем, за да изчислим допустимото натоварване върху почвата.

На повърхността на земята σZG = 0, но на дълбочина 1,8 метра (едно ниво), σzg 0 = γ1d = 18.7К; 1.8 = 33.66 kPa.

Сега трябва да изчислите координатите на вертикалния участък на стреса в ставите на няколко почвени слоя:

Струва си да се има предвид, че вторият слой почва е наситен с вода, така че не може да се направи без да се изчислява допустимото налягане на водната колона:

Ysb2 = (Ys2-Yw) / (1 + е2) = (26.6 -10.0) / (+ 0.60 1) = 10, 38 kPa

Сега вниманието. Примерът ясно посочва, че третият слой на почвата поема не само налягането на двата горни слоя, но и водния стълб, поради което тези параметри не могат да бъдат пренебрегвани. По този начин напрежението в основата на основата ще се изчислява по формулата:

Допълнително налягане под подметката:

Освен това всички параметри на напрегнати етуди трябва да бъдат избрани от изчислените SNiP таблици. Резултатът е, че утайката S1 Първият слой пясък ще бъде:

Чертожен пясък:

S3 = 0,8 / 15300 (50 х 37,5 + 30 х 33,0) = 0,15 cm

Общата утайка на основата, изчислена по метода на сумиране по слой по слой, ще бъде:

S = S1 + S2 + S3 = 1.16 + 1.38 + 0.15 = 2.69 cm

Съгласно параметрите, посочени в SNiP 2.02.01-83 * за конструкции, издигащи се на основи на ивици, като се вземат предвид определените видове почви, параметърът на свиване отговаря на нормата.

Предимства на метода на наслояване

Необходимостта да се изчисли валежите на основата по метода на сумиране по слой по слой

  1. Благодарение на метода е възможно да се изчисли свиването на почти всеки тип основа, независимо от структурата и размера.
  2. Можете да използвате параметрите на няколко слоя почви, както и да вземете под внимание нивото на подземните води.
  3. Подходящ за изчисляване на линейни и монолитни бази.
  4. Можете също така да използвате параметрите на товароносимостта на скалите, на които е инсталирана основата.
  5. Можете да използвате не само метода на ъгловите точки. Изчислението е валидно при използване на вертикални разфасовки.

Сред недостатъците е да се отбележи сложността на изчисленията, те могат да се превърнат само в професионални строители. Също така, този метод е сложен във времето, така че той се използва при изчисляване на основите за големи масивни сгради с дълбоко легло на подметката. За малките частни къщи методът не се практикува.

Изчисляване на валежите по метода на сумиране по слой по слой

Метод на наслагване

Изчисляването на утаяването на слоевете бази се извършва чрез метода на сумиране по слой по слой, който се базира на анализирания по-горе проблем (основната задача). Същността на метода се състои в определянето на утайката на елементарните слоеве на основата в рамките на компресионната последователност от допълнителни вертикални напрежения σZP, произтичащи от натоварванията, прехвърлени на структури.

Тъй като този метод се основава на изчислителен модел на основата под формата на линейно деформируема непрекъсната среда, е необходимо да се ограничи средното налягане върху основата до такава граница, че зоните на пластична деформация, които се появяват само леко нарушават линейната деформируемост на основата

За определяне на дълбочината на сгъваемата пласт Hс изчислява напреженията от собственото си тегло σZQ и допълнително от външното натоварване σZP.

Долната граница на сгъстяващия слой на основното слънце се взема на дълбочина z = Hс от подножието на основата

При наличие на следната дълбочина на почвата с щам модул E≤5 MPa, състоянието

За основите на хидравличните конструкции съгласно SNiP 2.02.02-85 "Основи на хидравличните конструкции", долната граница на ядрото се намира от състоянието

Изчисляването на утаяването се провежда удобно, като се използват графични конструкции в следната последователност (фигура 7.11):

  • изграждане на геоложка секция на строителната площадка на мястото на изчислената фондация;
  • се прилагат размерите на основите;
  • начертани стресови участъци от теглото на терена σрд и допълнително σZP от външно натоварване;
  • определена компресируема пласт Hс;
  • счупено Hс върху слоеве с дебелина hаз≤0,4b;

След това пълното газене може да бъде намерено чрез сумиране на седимента на всички елементарни слоеве в рамките на компресионната последователност от израза

където β е безразмерен коефициент в зависимост от коефициента на относителни напречни деформации, който е равен на 0.8; заз - височината на i-тия слой; Eаз - модул на деформация на i-тия слой на почвата;

- средното напрежение на i-тия елементарен слой.

Методът на сумиране по слоеве по слой позволява да се определи течението не само на точката на тенфалния на дъното на основата. С него можете да изчислите течението на всяка точка в или извън мазето. За тази цел използвайте метода на ъгловите точки и изграждате диаграма на напреженията вертикално, преминавайки през точката, за която се изисква изчисляването на валежите.

Фиг. 7.11. Проектната схема за определяне на валежите по метода на сумиране на слоеве по слой: DL - планово обозначение; NL - маркирайте повърхността на естествения терен; FL - маркирайте долната част на основата; BC - долната граница на свиваемата последователност; Нс - компресируем слой

По този начин, методът на сумиране на слоеве-слой се използва главно при изчисляването на малки основи на сгради и конструкции и при отсъствие на много плътни ниско-сгъваеми почви в основата на слоевете.

Процедурата за изчисляване на валежите на фундаменти

Всяка структура е обект на потъване с течение на времето. Основата на сградата трябва да бъде уредена в изчислените граници. Ако основата на къщата потъна равномерно по цялата площ на подпората, то изчислението на селището на фондацията беше направено правилно. В противен случай неравномерното утаяване на основата или на купчината поле може да доведе до деформация на носещите конструкции на конструкцията, което ще доведе до увреждане на конструкцията. Рискът от неравномерно потъване на основите на голяма опорна повърхност е особено голям, затова е необходимо точно да се изчисли допустимото течение на основата на сградата.

Проект на фондацията

Неравномерното утаяване на носещите конструкции на сградите и конструкциите е следствие от дефекти в структурата на различни видове фундаменти. Уреждането на фондацията се извършва известно време след завършването на строежа на обекта. Важно е проектът на основата на сградата да е еднакъв и в приемливи граници.

Има многобройни причини за неравномерното спускане на основата поради компресията на основата на почвата под подметката на сградата. Това са:

  • неразрешено съхраняване на материали на основата на сградата;
  • използването на нискоквалифицирана работна ръка;
  • като резултат от независимо изчисление, дълбочината на основата, нивото на подпочвените води, дебелината на замръзването на почвата бяха определени неправилно;
  • липса на дренажна система;
  • неправилното определяне на устойчивостта на почвената основа ще доведе до прекомерно потъване на основата на сградата.

При конструирането на всеки голям обект е необходимо правилно да се изчисли течението на основата.

Тази статия се фокусира върху това как правилно да се изчисли селището на пилотната основа и основата на лентата на сградата.

Проект на фондацията

На дълбочината на почвената основа почвата може да бъде хетерогенна. Слоеве на почвата могат да бъдат с различни геоложки характеристики. За да се определи пълното и окончателното утаяване на използваната структура метод за сумиране на слоя по слой.

Същността на този метод се състои във факта, че те определят големината на деформацията на почвените слоеве, които са в активната зона на влияние на товара от сградата. Важно е получените данни за спада на сградите да не надхвърлят критичните регулаторни показатели.

Максимално допустими норми за сетълмент на основите

Първоначалното усвояване на новопостроената структура (1-ва категория на техническото състояние) върху еднаква основа на почвата е допустимо в рамките на 10-12 см.

При хетерогенна структура на почвата допустимото попадане на сгради от І категория без последствия е 5 см. За къщи от 2 и 3 категории (сгради с дълъг експлоатационен живот) е приемливо понижение с не повече от 2-3 см.

Повреда на основата поради прекомерно валежи у дома

Всяко допълнително спускане на сградата е изпълнено с пукнатини в основата и в стените на сградата. Достатъчно е да се снижи структурата с още 2 см и това веднага ще се отрази на състоянието на носещите конструкции.

Изчисляване на фундаментната основа на валежите

В допълнение към метода на сумиране на слоя по слой, съществуват различни методи за определяне на размера на потъването на сградата. При условията на самостоятелна структура, като се вземе предвид устойчивостта на почвената база и други сили, най-точното изчисление ще бъде само използването на метода на сумиране по слой по слой.

Методът се основава на създаване на парцели на напрежения в многопластова почва по всяка вертикална ос.

Схеми за изчисляване на метода за добавяне на свиване на почвените слоеве

Определянето на основата на дъждовната лента се прави с цел:

  • определя размера на изтеглянето на монолитната лента с други прикрепени основи;
  • извършване на точно изчисляване на валежите в основата на сградата, изградени от различни материали;
  • за определяне на седиментния характер и физичните свойства на основата на сградата, които са свързани с промени в скоростта на натоварване с увеличаване на дълбочината на мазето.

Този метод на изчисление определя базовите индикатори за всяка комбинация от вертикални оси, с изключение на ъгловите променливи, използващи периферни стойности и централен индикатор. Възможно е да се направи това чрез полагане около периметъра на основата на структурата на еднакви структурни слоеве на почвата.

Схема на графиките на напрежението на сградите по групи вертикални оси

Обозначения съгласно SNiP 2.02.01-83:

  • S е индексът на утаяване;
  • zn е средната стойност на напрежението по вертикалната ос в слоя "n";
  • hn, En е дебелината на компресията и деформационния индекс на слоя "n";
  • n е специфичното тегло на почвата в "n";
  • hn - височина на слоя "n";
  • b = 0.8 е постоянен коефициент.

Широчината на лентовата монолитна основа е 1200 мм (б), дълбочината на депото е 1800 мм (d).

Видео "Изчисляване на устойчивостта на почвата":

Пример за определяне на количеството на фундаментната основа на валежите

Общият товар върху теглото на сградата върху почвата ще бъде 285 000 kg • m -1 • s -2. За всеки слой отбележете следните стойности:

  1. Горният слой е суха почва (пясък от фина фракция, с индекси на порьозност e 1 = 0.65, плътност y 1 = 18.70 kN / m³, индекс на компресия Е1 = 14400000 kg · m -1 s -2).
  2. Средният слой е влажен, груб пясък със съответни показатели: д2= 0.60, у2 = 19,20 kN / m³; E2 = 18600000 kg · m -1 s -2.
  3. Дънният слой на почвата - глинеста с подходящи стойности: e3 = 0.180; ш3 = 18.50 kN / m³; E 3 = 15300000 кг · m -1 s -2.
Слоеве на почвата с различни скорости на свиване

Резултатите от изследванията на почвата са взети в местното геоложко и геодезическо управление. Подземните води в сградата са на разстояние 3800 мм от земята. дълбочината на подземните води от този мащаб няма значение дори за дълбоката основа на сградата. В този случай влиянието на подземните води върху течението на сградата се смята за нещастно, т.е. почти няма.

Методът на сумиране на слоеве по слой се основава на изследването на всички стресови графики в почвената маса по вертикални оси.

За да се изчислят графиките и да се изчислят критичните натоварвания на земята, действията се извършват съгласно SNiP 2.02.01-83.

Резултатът е следните показатели за всеки слой почва: S1 = 11.5 mm; S2 = 13,7mm; S3 = 1.6 мм.

Общият спад на основата на сградата ще бъде:

Сравнявайки получените резултати с определени стандарти на SNiP, те заключават, че количеството на валежите не превишава граничните стойности.

Изчисляване на фундаментна маса на валежите

Определете фундаментната маса на седиментите чрез сумиране по слой по слой.

Вид на купчина основа на сградата

Пълното изчисление на сетълмента на пилотните фондове се извършва от организацията на проекта за период от няколко дни до две седмици. Дизайнерите използват специални компютърни програми. Лице, което няма специално образование, да го направите сами, е почти невъзможно.

Изчислете селището на купчина основа на малка частна къща може да бъде опростен начин, че всеки разработчик може.

Използвайки оформлението на различни видове купчини и формули за дизайн, посочени в SP 24.13330.2011, е възможно да се определи както количеството на валежите на една купчина, така и степента на потъване на цялото купчина полета.

Прилагане на различни методи за определяне на стойностите на валежите от различни видове фундаменти, главно за големи промишлени и граждански съоръжения.

5.5.4. Изчисляване на базовите деформации (част 1)

A. ОСНОВНИ ФОНДАЦИИ

Определяне на валежите по метода на сумиране на слоеве по слоеве. В метода на сумиране по слоеве по слой се правят следните предположения:

  • - основната утайка се причинява от допълнителното налягане p0, равно на общото налягане под основата на фундамента p минус вертикалното нормално напрежение от собственото му тегло на почвата в нивото на основата на основата: p0 = p - σzg, 0 (при планиране чрез рязане се приема σzg, 0 = γ 'г, при липса на планиране и планиране чрез добавяне σzg, 0 = γ 'DN, където γ 'е специфичното тегло на почвата, разположена над подметката; d и dп - дълбочината на основата от нивото на планиране и естествения релеф);
  • - разпределение на дълбочината на допълнителните вертикални нормални напрежения σZP от външно налягане p0 Приема се съгласно теорията на линейно деформируемата среда, в хомогенна основа (вж. § 5.2);
  • - при изчисляването на утайката основата се разделя на "елементарни" слоеве, чието свиване се определя от допълнителното вертикално нормално напрежение σZP, действащи по оста на основата в средата на слоя;
  • - компресируемата пласт на основата е ограничена от дълбочината z = Hс, къде е състоянието

Ако долната граница на сгъстяващия слой, намерена при условие (5.59), е в почвения слой с деформационния модул Е 3; γ = 17,8 kN / m3; у = 0.14; e = 0.67; сII = 4 kPa; φII = 30 °; Е = 18 000 kPa. Под него се намира фин пясък с характеристики: γите = 26,6 kN / m3; γ = 19,9 kN / m3; у = 0.21; е = 0.62; сII = 2 kPa; φII = 32 °; Е = 28,000 kPa. Нивото на подземните води е на дълбочина 6,8 м от повърхността. Общият товар на основата на всяка основа (като се вземе предвид нейното тегло) е N = 5,4 MN.

Решението. Съгласно формулата (5.21) пропорцията на фин пясък, като се вземе предвид претеглящото действие на водата

γSB = (26,6 - 10) / (1 + 0,62) = 10,2 kN / тз.

Според таблицата. 5.11 намираме: γв1 = 1,2 и γc2 = 1. Съгласно таблицата. 5.12 при φII = 30 ° откриваме: Mγ = 1.15; Мр = 5.59; Мв = 7.95. Тъй като характеристиките на почвата са взети в съответствие с таблиците, k = 1.1.