7.31. Формула (78) применима при выполнении условия
dt ?? ??o ?? d1, (80)
где ??о - глубина расположения оси поворота фундамента, определяемая по формуле
. (81)
При невыполнении левого неравенства условия (80), т. е. при dt > ??o, значение Мо следует определить по формуле
. (82)
Невыполнение правого неравенства условия (80), т. е. при ??о > d1, свидетельствует о том, что ось поворота фундамента расположена в пределах нижнего слоя и фундамент следует рассчитывать по формуле (79).
7.32. Формула (79) применима, когда выполняется условие
d1 ?? ??o ?? dd. (83)
Здесь ??о определяется по формуле
. (84)
При невыполнении правого неравенства условия (83), т. е. при ??о > dd значение М° следует определять по формуле
. (85)
При использовании формулы (82) ??o = dt, а при использовании формулы (85) ??o = dd.
При отсутствии нижнего лежня должно выполняться условие
d1 ?? ??o ?? d. (83)
7.33. Расчетные сопротивления лежней Pt и Pd определяют по формулам:
Pt = Rtd??t(lt – bf); (86)
Pd = Rdd??d(lt – b1), (87)
где Rt и Rd - значения коэффициентов пропорциональности, определяемые подстановкой соответственно bt и bd вместо bf в формулы (76) и (77); lt и ld - длины соответственно верхнего и нижнего лежней; bt и bd - ширина соответственно верхнего и нижнего лежней; bf - ширина опоры в месте установки соответственно верхнего и нижнего лежней; d??t и d??d - глубина расположения рабочей грани соответственно верхнего и нижнего лежней (от фактической поверхности грунта).
7.34. При расчете фундамента без лежней, находящегося в однородном слое и с одинаковой несущей способностью, характеризующейся по всей глубине d коэффициентом пропорциональности Rg (п. 7.27) в формулах (78) и (79) следует принимать d1 = d и R1 = R2 = Rg, а Рt = Pd = 0.
В этом случае расчет условного фундамента производят по формуле
, (88)
где ??о - определяется по формуле
; (89)
е - эксцентриситет силы давления грунта по подошве фундамента для закопанных фундаментов при 2,5, а также для свайных фундаментов определяют по формуле
е = 0,4аf, (90)
Фундаменты с учетом коничности в подземной части рекомендуется рассчитывать по методике, приведенной в приложении 6.
Для закопанных фундаментов при < 2,5 эксцентриситет
. (91)
Здесь а/-размер поперечного сечения фундамента (вдоль направления действия нагрузки); &/-размер поперечного сечения фундамента в направлении, перпендикулярном плоскости действия нагрузки; kg и о/- те же значения, что в формуле 72 (см. п. 7.26).
7.35. Формула (88) применима при выполнении условия
. (92)
7.36. При H ?? 0,75d, необходимость решения уравнения (88) способом последовательных приближений при определении М° устраняется. В данном случае можно использовать следующую приближенную формулу
М° = (0,1Rgd3 + Nde)??, (93)
где ?? - коэффициент, учитывающий влияние плеча Н на величину момента, принимаемый по графику, приведенному на рис. 23 в зависимости от отношения .
Рис. 23. Определение коэффициента ??, учитывающего влияние плеча Н на величину момента
7.37. В пучинистых грунтах районов распространения вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания расчет несущей способности одиночных призматических фундаментов при действии горизонтальной нагрузки выполняют в соответствии с пп. 7.98-7.110.
Определение несущей способности фундамента при нагрузке, одновременно действующей в нескольких плоскостях
7.38. Значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента относительно оси z при одновременном действии момента также относительно оси х вычисляются по формуле
, (94)
где Мfz - значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента (п. 7.15) при нагрузке, равнодействующая которой расположена в плоскости ху, и плече горизонтальной силы, равном Нх; Мfx - значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента (п. 7.15) при нагрузке, равнодействующая которой расположена в плоскости уz, и плече горизонтальной силы, равном Hz.
7.39. Значение Мfz и Мfx определяют по формулам, приведенным выше, для случаев, когда нагрузка действует в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента. При определении каждого из них учитывают полное значение вертикальной силы Nd.
При заданном значении расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента в одной плоскости, например, момента в плоскости ху значение несущей расчетной способности фундамента по грунту в плоскости yz определяют по формуле
. (95)
Значение Nf расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие вертикальной силы вычисляют в соответствии с п. 7.26.
Определение внутренних усилий в сечениях призматических фундаментов
7.40. Продольную силу в поперечных сечениях фундамента (по всей его длине) принимают равной вертикальной силе Nd. Изгибающий момент, действующий в поперечных сечениях фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта, от приложенной на высоте Н горизонтальной силы F может быть определен по формуле
, (96)
где
. (97)
Наибольшее значение изгибающего момента Мmax, действующего в поперечных сечениях фундамента, вычисляют по формуле (96) при y = y1, где y1 определяется уравнением
. (98)
Значения глубин yо и y1 приведены в табл. 36. Эпюра изгибающих моментов My, построенная с использованием формулы (96), показана на рис. 24, а.
Рис. 24. Эпюра усилий в поперечных сечениях призматического фундамента и давлений грунта по его боковой поверхности:
а - изгибающих моментов Му; б - поперечных сил Qу; в - давлений грунта qy
Таблица 36
Глубина h, м |
Высота приложения горизонтальной силы H, м |
|||||||||
|
-1,0 |
-0,5 |
0 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
5,0 |
10,0 |
20,0 |
?? |
Глубина уо |
||||||||||
2,0 |
- |
2,60 |
1,48 |
1,45 |
1,43 |
1,40 |
1,37 |
1,35 |
1,34 |
1,33 |
2,5 |
2,19 |
1,97 |
1,85 |
1,83 |
1,80 |
1,76 |
1,72 |
1,70 |
1,68 |
1,67 |
3,0 |
2,49 |
2,34 |
2,23 |
2,20 |
2,17 |
2,12 |
2,07 |
2,04 |
2,02 |
2,00 |
3,5 |
2,84 |
2,71 |
2,60 |
2,58 |
2,54 |
2,49 |
2,42 |
2,39 |
2,37 |
2,33 |
4,0 |
3,20 |
3,08 |
2,98 |
2,94 |
2,91 |
2,86 |
2,79 |
2,74 |
2,71 |
2,67 |
4,5 |
3,57 |
3,44 |
3,35 |
3,32 |
3,28 |
3,22 |
3,14 |
3,08 |
3,05 |
3,00 |
5,0 |
3,93 |
3,82 |
3,73 |
3,70 |
3,65 |
3,60 |
3,50 |
3,44 |
3,40 |
3,33 |
Глубина y1 |
||||||||||
2,0 |
- |
1,11 |
0,84 |
0,70 |
0,61 |
0,50 |
0,35 |
0,26 |
0,18 |
0,00 |
2,5 |
1,83 |
1,30 |
1,05 |
0,90 |
0,80 |
0,67 |
0,48 |
0,36 |
0,26 |
0,00 |
3,0 |
1,92 |
1,50 |
1,26 |
1,10 |
1,00 |
0,85 |
0,62 |
0,47 |
0,36 |
0,00 |
3,5 |
2,03 |
1,69 |
1,47 |
1,32 |
1,20 |
1,03 |
0,77 |
0,58 |
0,42 |
0,00 |
4,0 |
2,23 |
1,91 |
1,69 |
1,52 |
1,40 |
1,22 |
0,93 |
0,70 |
0,51 |
0,00 |
4,5 |
2,46 |
2,11 |
1,90 |
1,73 |
1,60 |
1,41 |
1,09 |
0,83 |
0,61 |
0,00 |
5,0 |
2,60 |
2,62 |
2,11 |
1,94 |
1,81 |
1,61 |
1,25 |
0,97 |
0,72 |
0,00 |
7.41. Поперечная сила Qy, действующая в поперечном сечении фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта от приложенной на высоте Н горизонтальной силы, может быть определена по формуле
. (99)
Наибольшее значение поперечной силы Qmax, действующее на глубине уo, определяют по формуле
. (100)
Эпюра поперечных сил Qy, построенная с использованием формулы (99), показана на рис. 24.
7.42. Интенсивность давления грунта qy, действующая по боковой поверхности фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта, может быть определена по формуле
. (101)
Значение интенсивности давления грунта, действующего на глубине или d, соответственно определяют по формулам (102) и (103).
; (102)
. (103)
Эпюра давления грунта qу, построенная с использованием формулы (101), показана на рис. 24, в. На это давление грунта рассчитывают, например, полки двутавровых (или коробчатых) фундаментов (рис. 25, а); полки трехлучевых фундаментов рассчитывают на давление грунта, равное qу cos ?? (рис. 25, б).
7.43. При величине горизонтальной силы F = 0 (т. е. при действии на фундамент чистого момента) в формулах (96), (99)-(103) принимают следующие значения: глубина , глубина y1 = 0, а произведение FH = M.
Определение внутренних усилий в сечениях опор с обратной коничностью в подземной части рекомендуется определять по методике, приведенной в приложении 6.
Рис. 25. Интенсивность давления грунта на полки фундамента:
а - двутаврового; б - трехлучевого
7.44. Лежни рассчитывают на давление грунта, отнесенное к единице длины лежня, равное для верхнего лежня
; (104)
для нижнего
, (105)
где
; (106)
Ag = bfd2 + (lt – bf)b2t + (ld – bf)b2d; (107)
Bg = bfd3 + (lt – bf)b3t + (ld – bf)b3d; (108)
Cg = bfd4 + (lt – bf)b4t + (ld – bf)b4d; (109)
здесь lt; bt; ld и bd имеют те же значения, что и в п. 7.33.
При наличии только одного верхнего лежня в формулах (107)-(109) значения (ld – bf) = 0; при наличии только нижнего лежня в этих же формулах значения (lt – bf) = 0.
РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Определение несущей способности фундамента
7.45. Значение Мf расчетной несущей способности заданного фундамента по грунту на действие момента при нагрузке, равнодействующая которой расположена в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента, вычисляют по формуле
, (110)
где М° - значение расчетной несущей способности условного фундамента по грунту на действие момента (п. 7.51); Nd - вертикальная нагрузка, включая массу фундамента и грунта на его уступах, ограниченную вертикальными плоскостями, проходящими через наружные грани нижнего уступа; Gw - вес клина грунта со стороны задней грани фундамента (рис. 26), ограниченная наклонными гранями обелиска (при условии установки фундамента на площадке); G??w - вес части клина грунта со стороны задней грани фундамента (см. рис. 26), отсекаемая откосом земляного полотна (при условии установки фундамента на откосе); f и f?? - расстояние от оси фундамента до центра тяжести соответственно клина грунта Gw и G??w; ??co - коэффициент условий работы, учитывающий влияние очертания поверхности грунта и места установки фундамента (п. 7.18); ycv - коэффициент условий работы, учитывающий влияние вибрации (колебаний) грунта около фундамента от проходящих поездов (п. 7.47); yct - коэффициент условий работы, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной (п. 7.22).
В качестве условного фундамента принимают фундамент заданных размеров, закопанный на горизонтальной площадке, при отсутствии в непосредственной близости железнодорожного пути и при нагрузке, в которой доля постоянной составляет 35 % (?? = 0,35).
Таким образом, для условного фундамента
yсо = ycv = yct = 1.
7.46. При определении величины Gw и G'w тангенс угла наклона граней клина грунта к вертикали принимают равным v (п. 7.81).
7.47. Значение коэффициента ycv при наличии колебаний грунта около фундамента от проходящих поездов принимают равным 0,95, а при отсутствии колебаний ycv = 1.
7.48. Значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента, учитывающего одновременное действие нагрузки в плоскостях ху и уz определяют в соответствии с п. 7.38.
Рис. 26. Схема распределения массы грунта на уступах ступенчатого фундамента:
а - на площадке; б - на откосе
7.49. Значение Nf расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие вертикальной силы вычисляют по формуле
Nf = kg??fAf, (111)
здесь kg; ??f; Af - те же значения, что в формуле (72) (см. п. 7.26).
Определение М° для ступенчатого фундамента
7.50. Расчетная схема условного ступенчатого фундамента, принятая для определения М°, приведена на рис. 27. В схеме приняты следующие обозначения:
Рис. 27. Расчетная схема ступенчатого фундамента:
1 - расчетная поверхность грунта; 2 - ось поворота фундамента