Metoda souhrnné vrstvy při výpočtech srážek základů budov

Výpočtová schéma příkladu určení srážení základů metodou součtu vrstev-vrstvy

V současné době existuje velké množství různých výpočtů zátěží na základech, na základě kterých je pak vybrán typ stavebních materiálů, velikost základny základny a další údaje.

Metoda součtu vrstev vrstev se používá v případech, kdy je nutné vypočítat návrh samostatné stojaté základny s přihlédnutím k vlivu vnějších faktorů a dalším vlivům půdy.

Použití metody

Metoda sčítání vrstvy po vrstvě se doporučuje použít, pokud potřebujete určit nejen hlavní faktory sedimentu, ale také sekundární nebo dodatečné faktory, které vznikají pouze ve specifických situacích.

  1. Stanovte návrh samostatného stojanového podstavce nebo soustavy základen umístěných blízko sebe nebo k nim spojených.
  2. Používá se při výpočtech základů z nehomogenních materiálů. Tyto parametry se zobrazují při změnách modulu deformace s rostoucí hloubkou výskytu.
  3. Metoda zpravidla umožňuje vypočítat tah na několik svislých čar najednou a zde je možné vynechat parametry úhlových proměnných a použít centrální nebo periferní parametry. To se však dá provést pouze za předpokladu, že základy mají po celém obvodu vrstvy, jejich tloušťka a struktura jsou stejné.

Takové sedimenty často vznikají ze sousedních základů, protože s rostoucím zatížením na místě dochází k nevyhnutelnému úpadku půdy, zejména při použití těžkých těžkých konstrukcí. Ale často se návrháři potýkají s problémem vytvoření sedimentových etud, protože síly, které vznikly působením sousedních základen, musí být jasně identifikovány podél svislé osy.

Někdy je to velmi obtížné a musíte použít empirické vzorce. Pak jsou body stresu často zjišťovány metodou rohových bodů a získané výsledky jsou v některých případech považovány za optimální pro daný laminovaný základ.

Proč je důležité počítat návrh nadace?

Dobrým příkladem srážek doma metodou součtu vrstvy po vrstvě pod vlivem tlaku v nadaci

Některé základy jsou charakterizovány slabou pevností v ohybu a deformací v důsledku velkých lineárních rozměrů a malé podélné tloušťky. Způsob souhrnnosti vrstev se obvykle používá pro výpočet základových pásů, protože nemohou poskytnout nejvyšší možné zatížení na jednotku plochy půdy, a proto se sediment může vyskytovat téměř kdekoliv spontánně.

Všechny výpočty, vzorce a doporučení jsou podrobně popsány v SNiP 2.02.01-83. Chcete-li podrobněji porozumět této metodě, je třeba se pokusit vypočítat návrh pásu s příkladem.

Výpočet základů srážecích pásů

Výpočtová schémata metodou souhrnné sčítání srážek základové vrstvy vrstvy

Můžete například vytvořit základovou pásku, která má šířku 120 cm (b) a hloubku 180 cm (d). Je uspořádán na třech vrstvách půdy. Celkový tlak pod podložím na půdě je 285 kPa.

Každá vrstva půdy má následující vlastnosti:

  1. Nízká vlhkostní půda se střední hustotou a porézností, hlavní složkou je jemný písek, pórovitost e1= 0,65, hustota γ1 = 18,7 kN / m³, stupeň deformace E1= 14,4 MPa.
  2. Druhá vrstva je tenčí, skládá se z hrubozrnného písku nasyceného vlhkem. Jeho indikátory jsou: e2 = 0,60, γ2 = 19,2 kN / m³ a E2 = 18,6 MPa.
  3. Další vrstva je J, J parametryL= 0,18, γ3 = 18,5 kN / m3 a E3= 15,3 MPa.

Podle geodetické služby a topografického průzkumu jsou podzemní vody v osídlové oblasti umístěny v hloubce 3,8 metru, takže jejich vliv na základnu lze považovat za téměř nulový.

Takže vzhledem k tomu, že metoda součtu vrstvy po vrstvě je vytvoření několika grafických studií vertikálního namáhání v půdách, pak je čas vytvořit je pro výpočet přípustného zatížení půdy.

Na povrchu země σzg = 0, ale v hloubce 1,8 metru (jedinou úrovní), σzg 0 = γ1d = 18,7K, 1,8 = 33,66 kPa.

Nyní je třeba vypočítat souřadnice vertikální zátěžové roviny u spár několika vrstev půdy:

σzg 1 = σzg 0+ (h1-d) = 33,66 + (2,8 ± 1,8) 18,7 = 52,36 kPa a σzg 2 = σzg 1 + csbh2 = 52,36 ± 10,38 ± 4,2 = 95,94 kPa.

Je také třeba vzít v úvahu, že druhá vrstva půdy je nasycena vodou, takže se to nedá provést bez výpočtu přípustného tlaku vodního sloupce:

Ysb2 = (Ys2-Yw) / (1 + e2) = (26,6 -10,0) / (+ 0,601) = 10,38 kPa

Nyní pozornost. Příklad jasně uvádí, že třetí vrstva půdy předpokládá nejen tlak obou horních vrstev, ale i vodní sloupec, a proto nelze tyto parametry zanedbat. Napětí na základně nadace se vypočte podle vzorce:

Extra tlak pod podrážkou:

Dále by měly být z výpočtových tabulek SNiP vybrány všechny parametry napětí. Výsledkem je, že sediment S1 První vrstva písku bude:

Hrubší písek:

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

Celkový sediment nadace, vypočtený metodou součtu vrstev-vrstvy, bude:

S = S1 + S2 + S3 = 1,16 + 1,38 + 0,15 = 2,69 cm

Podle parametrů specifikovaných v SNiP 2.02.01-83 * pro konstrukce postavené na základových pásech, při zohlednění specifikovaných typů půdy, parametr smrštění odpovídá normě.

Výhody metody vrstvení

Potřeba vypočítat srážení základů metodou součtu vrstvy po vrstvě

  1. Díky této metodě je možné vypočítat smrštění téměř jakéhokoli typu základny bez ohledu na strukturu a velikost.
  2. Můžete použít parametry více vrstev půdy, stejně jako vzít v úvahu úroveň umístění podzemních vod.
  3. Vhodné pro výpočet lineárních a monolitických bází.
  4. Můžete také použít zatěžovací parametry hornin, na kterých je základna instalována.
  5. Můžete použít nejen metodu rohových bodů. Výpočet platí při použití vertikálních řezů.

Mezi nedostatky stojí za zmínku složitost výpočtů, oni mohou jen vytvořit profesionální stavitel. Tato metoda je také časově složitá, takže se používá při výpočtu poměrů velkých masivních budov s hlubokou vrstvou podešve. U malých soukromých domů se tato metoda neprovádí.

Výpočet srážek metodou součtu jednotlivých vrstev

Metoda vrstvení

Výpočet srážek vrstvených podkladů se provádí metodou součtu vrstvy po vrstvě, která je založena na výše analyzovaném problému (hlavní úkol). Podstata metody spočívá v určení sedimentu elementárních vrstev základny ve stlačitelné sekvenci z dalších vertikálních napětí σZP, vyplývající z zatížení převedených do struktur.

Vzhledem k tomu, že tato metoda je založena na výpočetním modelu základny ve formě lineárně deformovatelného kontinuálního média, je nezbytné omezit průměrný tlak na základnu tak, aby plochy plastické deformace, které se vyskytují jen nepatrně, porušily lineární deformovatelnost základny, tj. požadovaný stav

Určení hloubky stlačitelné vrstvy Hs vypočítá napětí z vlastní hmotnosti σZq a kromě vnějšího zatížení σZP.
Dolní mez stlačitelné vrstvy základního slunce se odebírá v hloubce z = Hs ze spodní části nadace, kde je podmínka splněna

t.j. přídavné napětí tvoří 20% vlastní půdy.

Za přítomnosti následující hloubky půdy s deformačním modulem E≤5 MPa se jedná o podmínku

Pro základy hydraulických konstrukcí podle SNiP 2.02.02-85 "Základy hydraulických konstrukcí" je dolní hranice jádra zjištěna ze stavu

Výpočet srážek se obvykle provádí pomocí grafických konstrukcí v následujícím pořadí (obr. 7.11):

  • stavět geologický úsek staveniště na místě vypočtených nadací;
  • základní rozměry jsou aplikovány;
  • vykreslené zátěžové grafy vlastní hmotnosti pozemku σZg a další σZP od vnějšího zatížení;
  • určená stlačitelná vrstva Hs;
  • rozbité Hs na vrstvách tloušťky hi≤0,4b;

Poté lze úplný návrh nalézt souhrnem sedimentu všech elementárních vrstev ve stlačitelné sekvenci z výrazu

kde β je bezrozměrný koeficient v závislosti na součiniteli relativních příčných deformací, který se rovná 0,8; hi - výška i-té vrstvy; Ei - modul deformace i-té vrstvy půdy;

- průměrné napětí i-té základní vrstvy.

Metoda součtu vrstev po vrstvě umožňuje určit nejen tsenfalny bod dna základů. S ním můžete vypočítat návrh jakéhokoli bodu uvnitř nebo vně suterénu. Chcete-li to provést, použijte metodu rohových bodů a vytvoříme graf vertikálních stresů, procházejících bodem, pro který je požadován výpočet srážek.

Obr. 7.11. Schéma návrhu pro stanovení srážek metodou součtu vrstev - vrstvy: plánovací značka DL; NL - označit povrch přírodního terénu; FL - označte spodní část základny; BC - spodní hranice stlačitelné sekvence; Нс - stlačitelná vrstva

Způsob součtu vrstvy po vrstvě se tedy používá hlavně při výpočtu malých základů budov a konstrukcí a při nepřítomnosti velmi hustých nízkom stlačitelných půd ve spodní vrstvě.

Příklad 7.1. Určete metodu pokrytí vrstev vrstvy po vrstvě

Příklad 7.1. Určeno součtem vrstvy po vrstvě sedimentu pásového podkladu o šířce b = 1,2 m. Hloubka základny suterénu od povrchu přírodní reliéfu je d = 1,8 m. Průměrný tlak pod základnou základny je P = 285 kPa. Základna je složena v následujících vrstvách:

Metoda vrstvení

Výpočet sedimentu metodou součtu vrstvy po vrstvě spočívá ve skutečnosti, že sediment půdy pod působením struktury je určen jako součet sedimentu elementárních vrstev půdy takové tloušťky, pro které mohou být odečteny průměrné hodnoty účinných namáhání a charakteristik půdy bez zvláštních chyb.

Zvažte pořadí pomocných konstrukcí a posloupnost výpočtů použitých ve schématu výpočtu (obr. 5).

Obr. 5. Schéma výpočtu pro metodu součtu vrstvy po vrstvě

Za prvé, základ je vázán na geotechnickou situaci nadace, tj. kombinace jeho osy s litologickým sloupcem půd. Při známém zatížení ze struktury je průměrný tlak na základně určen podél základny základny PI. Potom, od povrchu přírodní reliéfu, je vynesen pozemek přírodního tlaku (vlastní hmotnosti půdy) podél osy nadace, který je vypočten podle vzorce:

kde je specifická hustota půdy umístěná nad základnou základny;

- hloubka základů;

- respektive specifickou hmotnost a tloušťku i-té vrstvy půdy.

Pak vytvořte graf přídavných vertikálních napětí v zemi. Pozemek je postaven na bodech, pro které je tloušťka půdy pod základnou suterénu rozdělena na elementární vrstvy. Napětí na hranici každé vrstvy je určeno vzorcem:

kde - koeficient podle tabulky 5, v závislosti na tvaru základny suterénu, poměru stran pravoúhlého suterénu a relativní hloubky;

- přídavný vertikální tlak na základnu (u základů o šířce b ³ 10 m, předpokládá se P0 = P);

- průměrný tlak pod základnou základny;

- je přijato vertikální napětí od půdní hmotnosti půdy na úrovni základny nadace.

V každé vrstvě se napětí považuje za konstantní. To není úplně pravda, protože napětí ve vrstvách je odlišná. Proto je čím menší tloušťka vrstvy, tím menší je chyba.

Podle norem by tloušťka elementárních vrstev (hi) neměla překročit 0,4 šířky nebo průměru dna suterénu (0,4b), což na jedné straně zvyšuje přesnost konstrukce pozemku a na druhé straně nám umožňuje zvážit rozložení rozložení napětí v každé vrstvě jako obdélníkový.

Stlačitelná tloušťka (Hc) je omezena hloubkou, pod níž může být zanedbání stlačování půdy, tj. kde:

Metoda vrstvení

Metoda sčítání vrstvy po vrstvě se používá při stanovení sedimentu základů omezených velikostí. Podstata této metody je následující. Jsou-li rozměry základů mnohem vyšší než kapacita stlačitelné vrstvy půdy, je možné zvážit stlačení půdy tak, jak se vyskytuje bez možnosti bočního rozpínání a použít závislosti (4.6), (4.12) pro stanovení množství srážek.

Limit použitelnosti těchto vzorců se považuje za podmínku

kde b je šířka menší strany nadace.

Obr. 4.2. Schéma rozložení vertikálních napětí v lineárně deformovatelném polovičním prostoru pro výpočet základního sedimentu metodou součtu vrstvy po vrstvě

Pokud nemůžete zanedbat útlum svislého napětí do hloubky. Tyto změny budou větší, čím hlubší je pevná základní vrstva.

Podstatou metody sumarizace vrstvy po vrstvě je to, že graf vertikálních napětí (obr. 4.2) na základně podél středové osy základny je rozdělen na úseky odpovídající tloušťce jednotlivých vrstev půdy, v každé elementární vrstvě se napětí považuje za konstantní a rovná se průměrnému namáhání ve vrstvě t.j. nahradit skutečný křivočarý diagram krokem.

V tomto případě se komprese uvnitř každé vrstvy považuje za kompresi bez možnosti boční expanze a množství srážek je definováno jako součet sedimentů jednotlivých vrstev.

Pro vykreslení profilu napětí (obr. 4.2) použijte tabulky hodnot koeficientu α, které umožňují stanovit hodnotu (tlak podél osy procházející středem ložné plochy ve vzdálenosti z od povrchu země) ve frakcích vnějšího zatížení.

Koeficient α se určuje v závislosti na poměru stran bází základny l / b (kde l je největší ze stran základů) a poměru z / b. Tabulky hodnot α jsou uvedeny v SNiP a referenčních knihách. Pak v libovolné hloubce napětí

Celkové srážení lze nalézt jako součet sedimentů jednotlivých vrstev.

kde nebo - sedimentová hodnota oddělené vrstvy půdy.

V případě homogenní báze jsou charakteristiky půdy β, Ε0, m0 lze považovat za nezměněný a tloušťka vrstev zaujme stejnou hloubku, pak výrazy (4.14) a (4.15) budou mít podobu:

Při určování návrhu nadace je nutné vzít v úvahu vliv hloubky jeho založení a stanovit limity součtu nad hloubkou. Půda ležící v úrovni základny základny, před budováním konstrukce, byla již stlačena tlakem své vlastní hmotnosti nadložní půdy, tzv. Domácího tlaku. Proto, aby se určilo množství srážek nadace, je přijata počáteční osa tlaku na zemi

kde je dodatečný vertikální tlak na základovou konstrukci (pro základy o šířce b ³ 10 m, předpokládá se =); - vertikální namáhání vlivem hmotnosti půdy (tlak domácností) na úrovni základny základů.

Následující souřadnice jsou určeny podle vzorce

Čím hlouběji je průřez půdy z povrchu země, tím větší je hodnota domácího tlaku a menší napětí ze struktury. Součet sedimentů se provádí pouze v zóně významných namáhání ze struktury. Tato zóna se nazývá stlačitelná vrstva nebo aktivní (pracovní) zóna. Dolní mez stlačitelné vrstvy půdy se odebírá v hloubce, kde je podmínka splněna:

Poloha hranice stlačitelného posloupnosti lze nalézt graficky: pro tento účel je provedena přímka, která spojuje osy 0,2 domácího tlaku; průsečík této čáry s epigrafou σZ tlak ze struktury bude ukazovat polohu hranice stlačitelné sekvence (přímka AB).

Pokud nalezená hranice stlačitelného posloupnosti je v půdní vrstvě s napětím modulu MPa nebo taková vrstva leží přímo pod hloubkou, spodní hranice stlačitelné tloušťky půdy se odebírá v hloubce, kde je splněna podmínka:

Tloušťka stlačitelné vrstvy závisí na řadě faktorů. Zvyšuje se zvyšujícím se tlakem ze struktury p a zvyšuje se velikost ložné plochy a s rostoucí hloubkou základny se snižuje. Je ovlivněna tvarem základů (hloubka různého útlumu napětí), stejně jako druh a stav půdy (stupeň zvýšení tlaku domácností do hloubky).

Stanovení vypořádání základů metodou stratifikovaného součtu deformací.

Podstatou metody sumarizace vrstvy po vrstvě je stanovení sedimentu elementárních základních vrstev ve stlačitelném posloupnosti z přídavných svislých namáhání σzp, vyplývající z zatížení přenášených strukturou. Tvorba nadace je určena součtem sedimentu základních vrstev základny.

Vzhledem k tomu, že tato metoda je založena na vypočítaném modelu báze ve formě lineárně deformovatelného kontinuálního média, je nezbytné omezit tlak na základnu na takové mezní hodnoty tam, kde dochází k mírnému narušení lineární deformovatelnosti základny, tj. Podmínek P ≤ R a Pmax ≤ 1,2R.

Osídlení základny je vypočítáno na základě vlivu zatížení axiálního designu s koeficientem bezpečnosti nákladu γf = 1.

SNiP [17] doporučuje metodu shrnutí vrstvy k vrstvě pro výpočet sedimentů základů o šířce do 10 m za nepřítomnosti stlačitelné vrstvy s deformačním modulem E> 100 MPa. Báze návrhu je určena vzorem

kde je bezrozměrný koeficient rovný 0,8; n je počet vrstev, do kterých je stlačitelná vrstva základny dělena hloubkou;zpi - průměrná hodnota přídavného vertikálního normálního napětí v i-té vrstvě půdy, která se rovná polovině součtu napětí na horní a dolní hranici vrstvy; hi, Ei - tloušťka a modul deformace i-té vrstvy půdy.

Kodex postupů pro navrhování a výstavbu základů a základů budov a konstrukcí [21] doporučuje tuto metodu ve všech případech. Když tento návrh je určen vzorec

kde b je bezrozměrný koeficient, který se rovná 0,8, bez ohledu na typ půdy; szp,i - vertikální normální napětí z vnějšího zatížení uprostřed i-té vrstvy; hi - tloušťka i - té vrstvy půdy, která nepřesahuje 0,4 šířky suterénu; Ei - deformační modul i-té vrstvy půdy, odebíraný podél primární zavážecí větve; szg,i - průměrná hodnota vertikálního namáhání v i-té vrstvě půdy vlastní hmotnosti vybrané v průchodu ražby; Ee,i - deformační modul i-té vrstvy půdy, vedený podél sekundární nakládací větve; n je počet vrstev, do kterých je stlačitelná vrstva základny rozbitá.

Při výpočtu průměru základů vztyčených v jímkách o hloubce menší než 5 m je dovoleno ignorovat druhý termín ve vzorci (3.28). V tomto případě se vzorec (3.28) shoduje se vzorcem (3.27).

Velikost stresuzstr s poklesem hloubky a ve výpočtu jsou omezeny na tloušťku, pod kterou je deformace půdy zanedbatelná. Spodní hranice stlačitelné tloušťky základny se odebírá v hloubce z = Hc, kde podmínka szstr = kszg, kde

Pokud je v hloubce Hc, při výše uvedených podmínkách se usazuje vrstva půdy s deformačním modulem E> 100 MPa, stlačitelná vrstva se přemístí na vrchol této vrstvy.

Pokud je dolní mez stlačitelné vrstvy zjištěné výše uvedenými podmínkami v půdní vrstvě s deformačním modulem E

OIF Sinitsyn / kapitoly 6-9 / Dodatek 5

Stanovení srážek metodou součtu vrstvy po vrstvě

U základů na přírodním základě, na písku a půdních podložkách v převážném počtu případů je rozhodující výpočet sedimentu. V souladu s nejnovějšími změnami v konstrukčních normách je návrh pomocí návrhové schématu ve formě lineárně deformovatelného polovičního prostoru určen metodou součtu vrstvy po vrstvě podle vzorce

kde je bezrozměrný koeficient;

- průměrná hodnota napětí v elementární vrstvě zeminy od vnějšího zatížení pII;

- modul deformace půdní vrstvy podél primární zaváděcí větve;

σzg - průměrná hodnota napětí v základní vrstvě půdy vlastní hmotnosti vybrané v průchodu ražby;

hi = tloušťka i - té vrstvy půdy, která nepřesahuje 0,4 šířky suterénu;

Neexistují-li experimentální údaje o půdách pro struktury 2 a 3 úrovně odpovědnosti, je dovoleno užít Ee,I = 5 E,i.

Při výpočtu návrhu základů postavených v jámách o hloubce menší než 5 m je dovoleno ignorovat druhý termín v návrhovém vzorci.

Z výše uvedeného lze vidět, že v novém regulačním dokumentu existují určité rozdíly jak v označení písmen, tak ve způsobu výpočtu.

Například - plné vertikální normální napětí z externího zatížení, a nikoliv dodatečné, tak jako v SNiP [2].

V novém regulačním dokumentu existují dva typy namáhání vlivem vlastní hmotnosti půdy:

σzg - z hmotnosti půdy vybrané během průchodu jámy;

σzg.- na přirozenou hmotnost půdy, při zohlednění vlivu vody na vážení a tlaku vody na vodních zastávkách

Metoda pro určení dolní hranice stlačitelných vrstev se změnila. Je určena s ohledem na celkové napětí, nikoliv dodatečné, jak doporučuje SNiP [2]. To povede k potřebě ve výpočtech zohlednit větší stlačitelnou tloušťku, než jakou vyžaduje SNiP [2].

Nejdůležitější je skutečnost, že při zkouškách půdy je nyní nutné zvážit nakládání základny s tlakovou zátěží, po níž následuje vykládání a opětovné nakládání. Je pravda, že tento požadavek je povinný pouze pro budovy a stavby první úrovně odpovědnosti.

Při stanovení srážek metodou součtu vrstev vrstvy se doporučuje následující postup.

1) Základna je rozdělena na vrstvy tloušťky

2) Určete napětí na hranicích elementárních vrstev pod středem základny základny

kde - koeficient změny hloubky v závislosti na poměru stran základny suterénu a relativní hloubce (určeno podle tabulky 2.2).

- Vzdálenost od základny základny k bodu, ve kterém je určeno napětí.

4) Určete napětí z vlastní hmotnosti půdy na hranicích elementárních vrstev

5)) Stanovte namáhání vlivem vlastní hmotnosti půdy odstraněné z ražby na hranicích elementárních vrstev.

6) Určete spodní hranici stlačitelných vrstev.

S šířkou základů menší než 5 m, k = 0,2. Při šířce základů větší než 20 m, k = 0,5. Při šířce podloží 5 až 20 m je koeficient k. Určován interpolací.

Pokud je hranice stlačitelné vrstvy v půdní vrstvě s deformačním modulem menší nebo tato vrstva leží přímo pod touto hloubkou, pak spodní hranice stlačitelné vrstvy je určena z podmínek

7) Určeno sedimentovým podložím podle vzorce 3.1

PŘÍKLAD 3.1. Určete návrh samostatné nadace.

- šířka podrážky se rovná délce podrážky -

- průměrný tlak na podrážku;

- hloubka základů d = 3,65 m;

poměr půdy nad hladinou γ! = 19,1 kN / m 3.

Pod podešví je vrstva jílů o tloušťce 1,55 m s těmito vlastnostmi:.

Níže je písková vrstva s následujícími charakteristikami:.

1) Stres kvůli vlastní hmotnosti půdy na úrovni základny nadace

2) Základna je rozdělena na vrstvy tloušťky

V hranicích druhé elementární vrstvy se hranice mezi hlínou a pískem ukázala být, proto ji rozdělujeme na dvě vrstvy o tloušťce a

Výsledky dalších výpočtů jsou uvedeny na obr. 3.1 a snížit na tabulku. 3.1.

Tlak na podrážku:

Stres způsobený půdou

Obr. 3.1. K výpočtu srážek nadace

Průměrný přídavný tlak vrstvami:

U zbývajících bodů a vrstev se výpočet provádí podobně. Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce 3.1.

Šířka podélníku je menší než 5 m, a proto se spodní hranice stlačitelné vrstvy stanoví z tohoto stavu. Tento stav je splněn v blízkosti bodu 5, který se nachází v hloubce 5,28 m od podrážky.

Hloubka základů je menší než 5 m, takže druhý termín ve vzorci 3.1 nezohledňuje.

Návrh nadace se rovná

Navýšení pásového pásu se vypočte podobně. Koeficienty  jsou převzaty z tabulky 1, dodatek 3, SNiP [2], s poměrem stran větší než 10.

Metoda součtu vrstvy po vrstvě.

Metoda sčítání vrstvy po vrstvě se používá při stanovení sedimentu základů omezených velikostí. Podstata této metody je následující. Pokud jsou rozměry základů mnohem vyšší než kapacita stlačitelných vrstev půdy, může být považováno za stlačování půdy bez možnosti příčné expanze

a použijte závislosti (4.6), (4.12) dané dříve, abyste zjistili množství srážek.

Limit použitelnosti těchto vzorců se považuje za podmínku

kde b je šířka menší strany nadace.

Obr. 4.2. Schéma rozložení vertikálních napětí v lineárně deformovatelném polovičním prostoru pro výpočet základního sedimentu metodou součtu vrstvy po vrstvě

Pokud nemůžete zanedbat útlum svislého napětí do hloubky. Tyto změny budou větší, čím hlubší je pevná základní vrstva.

Podstatou metody sumarizace vrstvy po vrstvě je to, že graf vertikálních napětí (obr. 4.2) na základně podél středové osy základny je rozdělen na úseky odpovídající tloušťce jednotlivých vrstev půdy, v každé elementární vrstvě se napětí považuje za konstantní a rovná se průměrnému namáhání ve vrstvě t.j. nahradit skutečný křivočarý diagram krokem.

V tomto případě se komprese uvnitř každé vrstvy považuje za kompresi bez možnosti boční expanze a množství srážek je definováno jako součet sedimentů jednotlivých vrstev.

Pro vykreslení profilu napětí (obr. 4.2) použijte tabulky hodnot koeficientu α, které umožňují stanovit hodnotu (tlak podél osy procházející středem ložné plochy ve vzdálenosti z od povrchu země) ve frakcích vnějšího zatížení.

Koeficient α se určuje v závislosti na poměru stran bází základny l / b (kde l je největší ze stran základů) a poměru z / b. Tabulky hodnot α jsou uvedeny v SNiP a referenčních knihách. Pak v libovolné hloubce napětí

Celkové srážení lze nalézt jako součet sedimentů jednotlivých vrstev.

kde nebo - sedimentová hodnota oddělené vrstvy půdy.

Pro případ homogenní báze lze pova- hové vlastnosti β, E0, m0 považovat za konstantní a tloušťka vrstev by měla být rovna hloubce, pak výrazy (4.14) a (4.15) mají podobu:

Při určování návrhu nadace je nutné vzít v úvahu vliv hloubky jeho založení a stanovit limity součtu nad hloubkou. Půda ležící v úrovni základny základny, před budováním konstrukce, byla již stlačena tlakem své vlastní hmotnosti nadložní půdy, tzv. Domácího tlaku. Proto, aby se určilo množství srážek nadace, je přijata počáteční osa tlaku na zemi

kde je dodatečný vertikální tlak na základovou konstrukci (pro základy o šířce b ³ 10 m, předpokládá se =); - vertikální namáhání vlivem hmotnosti půdy (tlak domácností) na úrovni základny základů.

Následující souřadnice jsou určeny podle vzorce

Čím hlouběji je průřez půdy z povrchu země, tím větší je hodnota domácího tlaku a menší napětí ze struktury. Součet sedimentů se provádí pouze v zóně významných namáhání ze struktury. Tato zóna se nazývá stlačitelná vrstva nebo aktivní (pracovní) zóna. Dolní mez stlačitelné vrstvy půdy se odebírá v hloubce, kde je podmínka splněna:

Poloha hranice stlačitelného posloupnosti lze nalézt graficky: pro tento účel je provedena přímka, která spojuje osy 0,2 domácího tlaku; průsečnice této linky s epicure σZ tlaků ze struktury bude ukazovat polohu hranice stlačitelné sekvence (řada AB).

Pokud nalezená hranice stlačitelného posloupnosti je v půdní vrstvě s napětím modulu MPa nebo taková vrstva leží přímo pod hloubkou, spodní hranice stlačitelné tloušťky půdy se odebírá v hloubce, kde je splněna podmínka:

Tloušťka stlačitelné vrstvy závisí na řadě faktorů. Zvyšuje se zvyšujícím se tlakem ze struktury p a zvyšuje se velikost ložné plochy a s rostoucí hloubkou základny se snižuje. Je ovlivněna tvarem základů (hloubka různého útlumu napětí), stejně jako druh a stav půdy (stupeň zvýšení tlaku domácností do hloubky).

Výpočet srážek základů metodou součtu vrstvy po vrstvě

Metoda souhrnné vrstvy při výpočtech srážek základů budov

Výpočtová schéma příkladu určení srážení základů metodou součtu vrstev-vrstvy

V současné době existuje velké množství různých výpočtů zátěží na základech, na základě kterých je pak vybrán typ stavebních materiálů, velikost základny základny a další údaje.

Metoda součtu vrstev vrstev se používá v případech, kdy je nutné vypočítat návrh samostatné stojaté základny s přihlédnutím k vlivu vnějších faktorů a dalším vlivům půdy.

Použití metody

Metoda sčítání vrstvy po vrstvě se doporučuje použít, pokud potřebujete určit nejen hlavní faktory sedimentu, ale také sekundární nebo dodatečné faktory, které vznikají pouze ve specifických situacích.

  1. Stanovte návrh samostatného stojanového podstavce nebo soustavy základen umístěných blízko sebe nebo k nim spojených.
  2. Používá se při výpočtech základů z nehomogenních materiálů. Tyto parametry se zobrazují při změnách modulu deformace s rostoucí hloubkou výskytu.
  3. Metoda zpravidla umožňuje vypočítat tah na několik svislých čar najednou a zde je možné vynechat parametry úhlových proměnných a použít centrální nebo periferní parametry. To se však dá provést pouze za předpokladu, že základy mají po celém obvodu vrstvy, jejich tloušťka a struktura jsou stejné.

Takové sedimenty často vznikají ze sousedních základů, protože s rostoucím zatížením na místě dochází k nevyhnutelnému úpadku půdy, zejména při použití těžkých těžkých konstrukcí. Ale často se návrháři potýkají s problémem vytvoření sedimentových etud, protože síly, které vznikly působením sousedních základen, musí být jasně identifikovány podél svislé osy.

Někdy je to velmi obtížné a musíte použít empirické vzorce. Pak jsou body stresu často zjišťovány metodou rohových bodů a získané výsledky jsou v některých případech považovány za optimální pro daný laminovaný základ.

Proč je důležité počítat návrh nadace?

Dobrým příkladem srážek doma metodou součtu vrstvy po vrstvě pod vlivem tlaku v nadaci

Některé základy jsou charakterizovány slabou pevností v ohybu a deformací v důsledku velkých lineárních rozměrů a malé podélné tloušťky. Způsob souhrnnosti vrstev se obvykle používá pro výpočet základových pásů, protože nemohou poskytnout nejvyšší možné zatížení na jednotku plochy půdy, a proto se sediment může vyskytovat téměř kdekoliv spontánně.

Všechny výpočty, vzorce a doporučení jsou podrobně popsány v SNiP 2.02.01-83. Chcete-li podrobněji porozumět této metodě, je třeba se pokusit vypočítat návrh pásu s příkladem.

Výpočet základů srážecích pásů

Výpočtová schémata metodou souhrnné sčítání srážek základové vrstvy vrstvy

Můžete například vytvořit základovou pásku, která má šířku 120 cm (b) a hloubku 180 cm (d). Je uspořádán na třech vrstvách půdy. Celkový tlak pod podložím na půdě je 285 kPa.

Každá vrstva půdy má následující vlastnosti:

  1. Nízká vlhkostní půda se střední hustotou a porézností, hlavní složkou je jemný písek, pórovitost e1= 0,65, hustota γ1 = 18,7 kN / m³, stupeň deformace E1= 14,4 MPa.
  2. Druhá vrstva je tenčí, skládá se z hrubozrnného písku nasyceného vlhkem. Jeho indikátory jsou: e2 = 0,60, γ2 = 19,2 kN / m³ a E2 = 18,6 MPa.
  3. Další vrstva je J, J parametryL= 0,18, γ3 = 18,5 kN / m3 a E3= 15,3 MPa.

Podle geodetické služby a topografického průzkumu jsou podzemní vody v osídlové oblasti umístěny v hloubce 3,8 metru, takže jejich vliv na základnu lze považovat za téměř nulový.

Takže vzhledem k tomu, že metoda součtu vrstvy po vrstvě je vytvoření několika grafických studií vertikálního namáhání v půdách, pak je čas vytvořit je pro výpočet přípustného zatížení půdy.

Na povrchu země σzg = 0, ale v hloubce 1,8 metru (jedinou úrovní), σzg 0 = γ1d = 18,7K, 1,8 = 33,66 kPa.

Nyní je třeba vypočítat souřadnice vertikální zátěžové roviny u spár několika vrstev půdy:

Je také třeba vzít v úvahu, že druhá vrstva půdy je nasycena vodou, takže se to nedá provést bez výpočtu přípustného tlaku vodního sloupce:

Ysb2 = (Ys2-Yw) / (1 + e2) = (26,6 -10,0) / (+ 0,601) = 10,38 kPa

Nyní pozornost. Příklad jasně uvádí, že třetí vrstva půdy předpokládá nejen tlak obou horních vrstev, ale i vodní sloupec, a proto nelze tyto parametry zanedbat. Napětí na základně nadace se vypočte podle vzorce:

Extra tlak pod podrážkou:

Dále by měly být z výpočtových tabulek SNiP vybrány všechny parametry napětí. Výsledkem je, že sediment S1 První vrstva písku bude:

Hrubší písek:

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

Celkový sediment nadace, vypočtený metodou součtu vrstev-vrstvy, bude:

S = S1 + S2 + S3 = 1,16 + 1,38 + 0,15 = 2,69 cm

Podle parametrů specifikovaných v SNiP 2.02.01-83 * pro konstrukce postavené na základových pásech, při zohlednění specifikovaných typů půdy, parametr smrštění odpovídá normě.

Výhody metody vrstvení

Potřeba vypočítat srážení základů metodou součtu vrstvy po vrstvě

  1. Díky této metodě je možné vypočítat smrštění téměř jakéhokoli typu základny bez ohledu na strukturu a velikost.
  2. Můžete použít parametry více vrstev půdy, stejně jako vzít v úvahu úroveň umístění podzemních vod.
  3. Vhodné pro výpočet lineárních a monolitických bází.
  4. Můžete také použít zatěžovací parametry hornin, na kterých je základna instalována.
  5. Můžete použít nejen metodu rohových bodů. Výpočet platí při použití vertikálních řezů.

Mezi nedostatky stojí za zmínku složitost výpočtů, oni mohou jen vytvořit profesionální stavitel. Tato metoda je také časově složitá, takže se používá při výpočtu poměrů velkých masivních budov s hlubokou vrstvou podešve. U malých soukromých domů se tato metoda neprovádí.

Výpočet srážek metodou součtu jednotlivých vrstev

Metoda vrstvení

Výpočet srážek vrstvených podkladů se provádí metodou součtu vrstvy po vrstvě, která je založena na výše analyzovaném problému (hlavní úkol). Podstata metody spočívá v určení sedimentu elementárních vrstev základny ve stlačitelné sekvenci z dalších vertikálních napětí σZP, vyplývající z zatížení převedených do struktur.

Vzhledem k tomu, že tato metoda je založena na výpočetním modelu základny ve formě lineárně deformovatelného kontinuálního média, je nutné omezit průměrný tlak na základnu tak, aby plochy plastické deformace, které se vyskytují jen nepatrně, porušily lineární deformovatelnost základny

Určení hloubky stlačitelné vrstvy Hs vypočítá napětí z vlastní hmotnosti σZq a kromě vnějšího zatížení σZP.

Dolní mez stlačitelné vrstvy základního slunce se odebírá v hloubce z = Hs od základů nadace

Za přítomnosti následující hloubky půdy s deformačním modulem E≤5 MPa se jedná o podmínku

Pro základy hydraulických konstrukcí podle SNiP 2.02.02-85 "Základy hydraulických konstrukcí" je dolní hranice jádra zjištěna ze stavu

Výpočet srážek se obvykle provádí pomocí grafických konstrukcí v následujícím pořadí (obr. 7.11):

  • stavět geologický úsek staveniště na místě vypočtených nadací;
  • základní rozměry jsou aplikovány;
  • vykreslené zátěžové grafy vlastní hmotnosti pozemku σZg a další σZP od vnějšího zatížení;
  • určená stlačitelná vrstva Hs;
  • rozbité Hs na vrstvách tloušťky hi≤0,4b;

Poté lze úplný návrh nalézt souhrnem sedimentu všech elementárních vrstev ve stlačitelné sekvenci z výrazu

kde β je bezrozměrný koeficient v závislosti na součiniteli relativních příčných deformací, který se rovná 0,8; hi - výška i-té vrstvy; Ei - modul deformace i-té vrstvy půdy;

- průměrné napětí i-té základní vrstvy.

Metoda součtu vrstev po vrstvě umožňuje určit nejen tsenfalny bod dna základů. S ním můžete vypočítat návrh jakéhokoli bodu uvnitř nebo vně suterénu. Chcete-li to provést, použijte metodu rohových bodů a vytvoříme graf vertikálních stresů, procházejících bodem, pro který je požadován výpočet srážek.

Obr. 7.11. Schéma návrhu pro stanovení srážek metodou součtu vrstev - vrstvy: plánovací značka DL; NL - označit povrch přírodního terénu; FL - označte spodní část základny; BC - spodní hranice stlačitelné sekvence; Нс - stlačitelná vrstva

Způsob součtu vrstvy po vrstvě se tedy používá hlavně při výpočtu malých základů budov a konstrukcí a při nepřítomnosti velmi hustých nízkom stlačitelných půd ve spodní vrstvě.

Postup výpočtu srážení základů

Každá struktura podléhá poklesu v čase. Založení budovy by se mělo vypořádat ve vyčíslených mezích. Pokud se základna domu rovnoměrně ponořila po celé ploše podpěry, pak byl výpočet vypořádání základny proveden správně. V opačném případě může nerovnoměrné srážení základového nebo pilového pole vést k deformaci nosných konstrukcí konstrukce, což povede k poškození konstrukce. Obzvláště velké je riziko nerovnoměrného poklesu půdorysu velké plochy ložisek, proto je nutné přesně vypočítat povolený průtok základny budovy.

Nadace návrhu

Nerovnoměrný pokles podpěrných konstrukcí budov a konstrukcí je důsledkem poruch struktury různých typů základů. Osídlení nadace probíhá po určitou dobu po dokončení stavby objektu. Je důležité, aby návrh základny budovy byl jednotný a v přijatelných mezích.

Existuje mnoho důvodů pro nerovnoměrné spouštění základů v důsledku stlačení půdní základny pod podrážkou budovy. Jedná se o:

  • neoprávněné ukládání materiálů na základ objektu;
  • využívání nízkokvalifikované práce;
  • v důsledku nezávislého výpočtu byla hloubka základů, hladina podzemní vody, tloušťka zmrazování půdy nesprávně určena;
  • nedostatek kanalizačního systému;
  • nesprávné určení odolnosti proti zemní základně vede k nadměrnému poklesu základny budovy.

Při konstrukci jakéhokoliv velkého objektu je třeba správně vypočítat průtok základové konstrukce.

Tento článek se zaměřuje na správné výpočty osídlení základny pilířů a základové desky budovy.

Nadace návrhu

V hloubce půdní báze může být půda heterogenní. Vrstvy půdy mohou mít různé geologické vlastnosti. K určení úplné a konečné srážení struktury použité metody souhrnné vrstvy.

Podstata této metody spočívá v tom, že určuje velikost deformace půdních vrstev, které jsou v aktivní zóně vlivu zatížení budovy. Je důležité, aby výsledné údaje o poklesu budovy nepřekročily kritické regulační ukazatele.

Maximální přípustné normy vypořádání nadace

Počáteční čerpání nově vybudované konstrukce (1. kategorie technického stavu) na rovnoměrném půdním základě je přípustné v rozmezí 10-12 cm.

Při nerovnoměrném složení půdy je přípustná úbytek budov 1. kategorie bez důsledků 5 cm. U domů ve 2 a 3 kategoriích (budovy s dlouhou životností) je přijatelný pokles o více než 2 až 3 cm.

Poškození nadzemí způsobené nadměrným srážením doma

Každé další spuštění budovy je plné trhliny v základně a ve stěnách budovy. Stačí stahovat konstrukci o dalších 2 cm a to okamžitě ovlivní stav nosných konstrukcí.

Výpočet základů srážecích pásů

Kromě metody součtu vrstev vrstvy existují různé metody pro určení velikosti poklesu budovy. Za podmínek samostatné struktury, s přihlédnutím k odolnosti půdní základny a jiných sil, bude nejpřesnější výpočet pouze použití metody sčítání vrstvy po vrstvě.

Metoda je založena na vytváření grafů napětí v vícevrstvé půdě podél každé svislé osy.

Výpočtové schémata pro způsob přidávání smršťování půdních vrstev

Stanovení základů srážecích pásů se provádí tak, aby:

  • určení velikosti čerpání monolitické pásky s dalšími základnami;
  • provádět přesný výpočet srážek základny budovy, zhotovených z různých materiálů;
  • k určení sedimentárního charakteru a fyzikálních vlastností základny budovy, které jsou spojeny se změnami rychlosti deformace se zvyšující se hloubkou sklepa.

Tato metoda výpočtu určuje základní ukazatele pro každou kombinaci vertikálních os, bez zohlednění úhlových proměnných s použitím periferních hodnot a centrálního indikátoru. To lze dosáhnout pokrytím obvodu základny struktury rovnoměrných konstrukčních vrstev půdy.

Schéma grafů namáhání budov podle skupin vertikálních os

Označení podle SNiP 2.02.01-83:

  • S je index srážek;
  • zn je průměrná hodnota namáhání podél svislé osy v "n" vrstvě;
  • hn, En je tloušťka komprese a index deformace vrstvy "n";
  • n je specifická hmotnost půdy v "n";
  • hn - výška vrstvy "n";
  • b = 0,8 je konstantní koeficient.

Šířka monolitického základového pásu je 1200 mm (b), hloubka základny je 1800 mm (d).

Video "Výpočet odolnosti proti půdě":

Příklad určení množství základů srážecích pásů

Celkové zatížení hmotností budovy na půdě bude 285 000 kg • m -1 • s -2. Pro každou vrstvu si všimněte následujících hodnot:

  1. Horní vrstva - suchá půda (písek pokuty, s porozitou e 1 = 0,65, hustota = y 1 18,70 kN / m, kompresní index E 1 = 14400000 kg • m -1 -2).
  2. Střední vrstva je mokrá, hrubý písek s příslušnými indikátory: e2= 0,60, γ2 = 19,20 kN / m 3; E2 = 18600000 kg · m -1 s -2.
  3. Spodní vrstva půdy - hlína s odpovídajícími hodnotami: e3 = 0,180; y3 = 18,50 kN / m3; E 3 = 15300000 kg · m -1 s -2.
Vrstvy půdy s různou mírou smršťování

Výsledky půdních studií jsou prováděny v lokálním geologickém a geodetickém managementu. Podzemní voda v budově je ve vzdálenosti 3800 mm od země. hloubka podzemní vody této velikosti nezáleží ani na hlubokém založení budovy. V takovém případě je dopad podzemních vod na stavbu budovy považován za nešťastný, tj. Téměř žádný.

Způsob součtu mezi vrstvami je založen na studiu všech stresových grafů v půdní hmotě podél svislých os.

Pro vykreslování grafů a výpočet kritických zatížení na zemi se akce provádějí podle SNiP 2.02.01-83.

Výsledkem jsou následující ukazatele pro každou vrstvu půdy: S1 = 11,5 mm; S2 = 13,7 mm; S3 = 1,6 mm.

Celkový úbytek základny budovy bude:

Při porovnání výsledků získaných s určitými standardy SNiP dospěli k závěru, že množství srážek nepřesahuje mezní hodnoty.

Výpočet základů srážecích vlasů

Stanovte základy sedimentů na základě součtu vrstvy po vrstvě.

Typ pilířového základu budovy

Úplný výpočet vypořádání základních pilířů provádí organizace projektu v období od několika dnů do dvou týdnů. Návrháři používají speciální počítačové programy. Osoba, která nemá speciální vzdělání, aby to bylo sami, je téměř nemožné.

Pro výpočet vypořádání hromady základů malého soukromého domu může být zjednodušený způsob, který může každý vývojář udělat.

Použití uspořádání obvodů různých druhů pilotu a vypočtených vzorců uvedených v SP 24.13330.2011, může být definována jako velikost srážek osamělé piloty, a stupeň prohýbání veškeré piloty pole.

Aplikujte různé metody pro stanovení hodnot srážek různých typů základů, zejména pro velké průmyslové a občanské objekty.

5.5.4. Výpočet základních deformací (část 1)

A. ZÁKLADY SEDIMENTU

Stanovení srážek metodou součtu vrstvy po vrstvě. Při metodě součtu vrstvy po vrstvě se provedou následující předpoklady:

  • - základní sediment je způsoben přídavným tlakem p0, rovnající se celkovému tlaku pod základem základové plochy p mínus vertikální normální namáhání z vlastní hmotnosti půdy na úrovni základny základů: p0 = p - σzg, 0 (při plánování při řezání se předpokládá σzg, 0 = γ 'd, v nepřítomnosti plánování a plánování přidáním σzg, 0 = γ 'dn, kde γ 'je specifická hustota půdy umístěné nad podrážkou; d a dn - hloubka nadace z úrovně plánování a přirozené úlevy);
  • - hloubkové rozložení přídavných svislých normálních napětí pzp z vnějšího tlaku p0 Je přijat podle teorie lineárně deformovatelného média jako homogenní (viz § 5.2);
  • - při výpočtu sedimentu je základna rozdělena na "elementární" vrstvy, jejichž stlačení je určeno z přídavného svislého normálního napětí δzp, působící na osu základů ve středu vrstvy;
  • - Stlačitelná vrstva základny je omezena hloubkou z = Hs, kde je stav

Pokud spodní hranice stlačitelné vrstvy zjištěné podmínkou (5.59) je v půdní vrstvě s deformačním modulem E 3; γ = 17,8 kN / m3; ω = 0,14; e = 0,67; sII = 4 kPa; φII = 30 °; E = 18 000 kPa. Níže leží jemný písek s charakteristikami: γs = 26,6 kN / m3; γ = 19,9 kN / m3; ω = 0,21; e = 0,62; sII = 2 kPa; φII = 32 °; E = 28 000 kPa. Úroveň podzemní vody je v hloubce 6,8 m od povrchu. Celkové zatížení na základně každého nadace (s přihlédnutím k jeho hmotnosti) je N = 5,4 MN.

Rozhodnutí. Podle vzorce (5.21) se poměr jemného písku zohledňuje vážený účinek vody

csb = (26,6 - 10) / (1 + 0,62) = 10,2 kN / m3.

Podle tabulky. 5.11 najdeme: γc1 = 1,2 a γc2 = 1. Podle tabulky. 5.12 při φII = 30 ° zjistíme: Mc = 1,15; Mq = 5,59; Mc = 7,95. Vzhledem k tomu, že charakteristika půdy se odebírá podle tabulek, k = 1,1.