Glavni uslov koji se mora ispuniti prilikom projektovanja temelja je:
gdje je: P prosječni pritisak ispod osnove temelja prihvaćenih dimenzija
gdje je: - projektno opterećenje na rubu temelja u datom presjeku, kN/m;
Težina temelja po 1 radnom metru, kN/m;
Težina tla na ivicama temelja, kN/m;
b - širina temeljne osnove, m;
R - izračunati otpor tla ispod osnove temelja, kPa
gdje je: - težina ploče po 1p. m., kN/m;
Težina temeljnih blokova po 1 metru, kN/m;
Težina zidane cigle po 1 metru, kN/m;
gdje je: - težina tla na 1 izbočini (bez betona), kN/m;
Težina tla na 2. izbočini (sa betonom), kN/m;
gdje je: - širina tla na ivici, m;
Visina tla na ivici, m;
g"II - prosječna vrijednost specifične težine tla koje leži iznad osnove temelja;
gdje je gsf =22 kN/m.
Odjeljak 1 -1
n"g= n""g=0,6 1 0,62 16,7+0,6 0,08 1 22=7,2684 kN/m
349,52 kPa< 365,163 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
Odjeljak 2 -2
n"g=0,75 1 1,1 16,7=13,78 kN/m
n""g=0,75 1 0,62 16,7+0,75 0,08 1 22=9,0855 kN/m
272,888 kPa< 362,437 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
Odjeljak 3 -3
n"g=0,25 1 1,1 16,7=4,5925 kN/m
n""g=0,25 1 0,62 16,7+0,25 0,08 1 22=3,0285 kN/m
307,2028 kPa< 347,0977 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
Odjeljak 4-4
n"g= n""g=0,2 1 0,62 16,7+0,2 0,08 1 22=2,4228 kN/m
352,7268 kPa< 462,89 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
Odjeljak 5 -5
n"g=0,4 1 1,1 16,7= 7,348 kN/m
n""g=0,4 1 0,62 16,7+0,4 0,08 1 22=4,8456 kN/m
335,29 kPa< 359,0549 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
Odjeljak 6-6
n"g= n""g=0,2 1 0,62 16,7+0,2 0,08 1 22=2,43 kN/m
275,2525 kPa< 352,95кПа, проходит по напряжениям - принимаем.
ODREĐIVANJE SLEŽENJA TEMELJA TLA PO SLOJEVNOM SAŽETNOM METODU
Najprometniju dionicu smatramo 2-2.
1. Debljina tla ispod osnove temelja do dubine od najmanje 4b = 4 · 1,6 = 6,4 m dijeli se na elementarne slojeve debljine ne više od
hi = 0,4 b = 0,4·1,6=0,64 m.
- 2. Odrediti udaljenost od osnove temelja do gornje granice svakog elementarnog sloja zi (m).
- 3. Odredite naprezanja iz vlastite težine tla koja djeluju na nivou osnove temelja:
4. Odredite napon iz vlastite težine tla na donjoj granici svakog elementarnog sloja koristeći formulu:
5. Odredite naprezanje iz vlastite težine tla na granici glavnih slojeva:
- 6. Dijagrame naprezanja gradimo od vlastite težine tla lijevo od osi temelja na granici glavnih slojeva - .
- 7. Određujemo dodatna tlačna naprezanja na gornjoj granici svakog elementarnog sloja iz konstrukcije
gdje je: p0 - dodatni pritisak na nivou osnove temelja
gdje je: p - srednji stvarni pritisak ispod osnove temelja;
I - koeficijent (Tabela 5.1 [1]),
gdje: - karakterizira oblik i dimenzije temeljne osnove,
r - relativna dubina, .
8. Konstruiramo dijagrame dodatnih naprezanja.
9. Odrediti donju granicu stišljive debljine podloge tla. Točka presjeka dijagrama i uzima se kao donja granica tlačne debljine temelja tla.
Da bismo to učinili, gradimo dijagram desno od z-ose. Hc= m
10. Odrediti prosječno naprezanje u elementarnim slojevima iz opterećenja konstrukcije:
11. Visinu slijeganja temelja određujemo kao zbir slijeganja elementarnih slojeva:
gdje je: n broj kompletnih elementarnih slojeva uključenih u kompresibilnu debljinu;
Si - sediment elementarnog sloja
gdje je: - bezdimenzionalni koeficijent, =0,8;
hi je debljina osnovnog sloja;
Ei je modul deformacije osnovnog sloja;
srzpi je napon u sredini elementarnog sloja.
Glavni uvjet za provjeru deformacije:
S = 5.1< SU = 10 см
Zaključak: poravnanje je prihvatljivo.
Tablica određivanja osnovnog slijeganja
480 rub. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Disertacija - 480 RUR, dostava 10 minuta, non-stop, sedam dana u nedelji i praznicima
Ivanov, Anton Andrejevič. Procjena nosivosti temelja prorezanih temelja na osnovu analize napregnutog stanja mase tla i eksperimentalnih podataka: disertacija... Kandidat tehničkih nauka: 23.05.02 / Ivanov Anton Andreevič; [Mjesto zaštite: Volgogr. stanje arhitektonsko-građevinski. Univerzitet].- Volgograd, 2013.- 164 str.: ilustr. RSL OD, 61 14-5/653
Uvod
Varijabilni parametri dizajna .
Formuliranje ciljeva i postavljanje ciljeva
Određivanje intervala promjene numeričkih vrijednosti varijabilnih projektnih parametara koji se koriste pri proračunu nosivosti temelja proreznih temelja
Izjava o problemu nosivosti proreznog temelja 12
Poglavlje II. Proračun nosivosti proreznog temelja na osnovu analize napregnutog stanja tla u osnovi njegove osnove metodom kompleksnih potencijala i eksperimentalnih podataka 27
2.1. Neke informacije o metodi kompleksnih potencijala. Funkcija prikaza 27
2.2. Određivanje koeficijenata prikaza
funkcije 33
2.3. 48
2.4. Inženjerska metoda za proračun nosivosti osnove proreznog temelja 60
Zaključci o poglavlju II 65
Poglavlje III. Određivanje nosivosti homogene osnove dvoproreznog temelja
3.1. Alati za matematička istraživanja, opis i karakteristike mehaničkog i matematičkog modela i proračunske sheme konačnih elemenata za kompjutersko modeliranje procesa formiranja i razvoja područja plastične deformacije 67
3.2. Analiza stanja naprezanja homogene podloge dvoproreznog temelja
3.3. Analiza procesa razvoja područja plastične deformacije u homogenoj osnovi dvoproreznog temelja 77
3.4. Inženjerska metoda za proračun nosivosti homogene osnove temelja sa dva proreza 83
Zaključci o poglavlju III 96
Poglavlje IV. Eksperimentalna proučavanja procesa nastanka područja plastične deformacije u podnožju proreznog temelja na modelima od ekvivalentnih materijala 98
4.1. Zahtjevi za ekvivalentnim materijalom i određivanje njegovih fizičkih i mehaničkih svojstava 99
4.2. Eksperimentalno određivanje prvog kritičnog opterećenja za model temelja proreza 103
Ključni nalazi 114
Spisak korišćene literature
Uvod u rad
Relevantnost teme disertacije. Nosivost osnove proreznog temelja sastoji se od nosivosti duž njegove osnove i duž bočne površine. Pored sila otpora uzrokovanih unutarnjim trenjem i prianjanjem tla, duž bočne površine i uzduž osnove temelja djeluju dodatne sile otpora koje nastaju zbog: prodiranja vodeno-koloidnog cementnog maltera duboko u tlo i njegovog naknadno stvrdnjavanje s formiranjem tankog sloja tlo-cement s kristalnim vezama; ekspanzija betona koji sadrži ekspanzivni portland cement tokom stvrdnjavanja. Potreba da se ove sile uzmu u obzir zahtijeva poboljšanje metoda za proračun nosivosti proreznih temelja. relevantan .
Svrha istraživanja disertacije formulirano na sljedeći način:
Razviti inženjersku metodu za proračun nosivosti proreznog temelja, zasnovanu na analizi napregnutog stanja mase tla korištenjem metoda teorije složenih promjenjivih i funkcija konačnih elemenata i eksperimentalnog određivanja ukupnih sila trenja i adhezije. između bočne površine temelja i ogradne zemljišne mase direktno na gradilištu u realnim inženjersko-geološkim uslovima.
Za postizanje ovog cilja potrebno je riješiti sljedeće zadatke:
Provesti analizu postojećih metoda za proračun nosivosti temelja proreznih temelja i tehničke literature, na osnovu kojih se utvrđuju intervali promjene promjenjivih projektnih parametara za izvođenje numeričkog eksperimenta.
Razviti mehanički i matematički model i odrediti numeričke vrijednosti koeficijenata funkcije preslikavanja koji osiguravaju konformno preslikavanje poluravnine s izrezom pri unaprijed određenim vrijednostima omjera širine njegove baze i dubine ( 2b/h).
Izvršiti kompjutersku simulaciju procesa formiranja i razvoja područja plastične deformacije ispod dna proreznog temelja, na osnovu kojih se dobijaju grafičke zavisnosti i njihove analitičke aproksimacije koje omogućavaju određivanje vrednosti projekta otpornost i maksimalno dozvoljeno opterećenje, pod uslovom da se u obzir uzme samo baza temelja. Razvijte program kompjuterskog kalkulatora za automatizaciju ovog procesa.
Razviti i dobiti naslovni naziv za korisni model uređaja za određivanje na terenu ukupnih sila trenja i adhezije koje djeluju duž kontaktne „bočne površine proreznog temelja - masiv tla“.
Razviti mehanički i matematički model i sprovesti kompjutersko modeliranje procesa transformacije naponskog stanja i formiranja i razvoja područja plastične deformacije u podnožju dva prorezna temelja metodom konačnih elemenata. Dobiti grafičke i analitičke ovisnosti dimenzija OPD-a o fizičko-mehaničkim svojstvima tla, dimenzijama temelja i intenzitetu vanjskog utjecaja. Predložiti inženjersku metodu za izračunavanje nosivosti dva prorezna temelja, formalizirajući je u kompjuterskom programu - kalkulatoru.
Provesti eksperimentalna istraživanja procesa formiranja i razvoja područja plastične deformacije ispod osnove proreznog temelja i uporediti dobijene rezultate sa rezultatima analitičkih istraživanja.
Implementirati rezultate istraživanja disertacije u građevinsku praksu.
Pouzdanost rezultata istraživanje disertacije, njegovi zaključci i preporuke su opravdani:
Radne hipoteze zasnovane na osnovnim principima linearne teorije elastičnosti (metode teorije funkcija složenih varijabilnih i konačnih elemenata), teorije plastičnosti, inženjerske geologije, nauke o tlu i mehanike tla;
Korišćenje verifikovanih kompjuterskih programa upisanih u državni registar softvera kao alata za teorijska istraživanja;
Zadovoljavajuća konvergencija rezultata eksperimenata za određivanje kritičnih opterećenja za modele temelja prorezanih temelja izrađenih od ekvivalentnih materijala sa rezultatima uporednih proračuna stvarnih masa tla sa odgovarajućim vrijednostima koeficijenta bočnog pritiska tla sa ponašanjem ovih objekata u prirodi.
RF patent za korisni model.
Naučna novina disertacije je li to
Obrasci transformacije polja naprezanja i pojava procesa nastanka i razvoja područja plastične deformacije ispod đona i duž kontaktne „bočne površine proreznog temelja – tlo” pri opterećenju temelja do postizanja utvrđena su i proučavana kritična opterećenja;
Konstruisane su grafičke zavisnosti veličina (dubina razvoja ispod podloge i naviše duž kontakta temelj-tlo) površina plastične deformacije od intenziteta spoljašnjeg uticaja za sve numeričke vrednosti promenljivih projektnih parametara razmatranih u projektu. disertacija za temelj sa dvostrukim prorezom; analitičke aproksimacije ovih zavisnosti formirale su bazu podataka kompjuterskog kalkulatora programa za proračun nosivosti temelja sa duplim prorezom;
Za određivanje nosivosti dna proreznog temelja korištene su metode teorije funkcija kompleksne varijable, koje su omogućile potpuno isključenje bočne površine proreznog temelja iz razmatranja;
Za određivanje nosivosti bočne površine proreznog temelja razvijen je i patentiran korisni model uređaja za određivanje ukupnih sila trenja i prianjanja koje nastaju na kontaktu "bočna površina proreznog temelja - tlo" pri izlivanju betona. bez oplate;
Razvijen je inženjerski metod za proračun nosivosti osnove proreznog temelja, zasnovan na primjeni patentiranog uređaja i kompjuterskog kalkulatora za izračunavanje nosivosti osnove proreznog temelja;
Praktični značaj rada . Rad na disertaciji je deo naučnog istraživanja sprovedenog na katedrima „Primenjena matematika i računarstvo“ i „Hidraulično inženjerstvo i zemljani radovi“ Državnog građevinskog univerziteta Volge u periodu 2010-2013.
Rezultati dobijeni tokom rada na disertaciji mogu biti koristi za :
izračunavanje nosivosti osnove proreznog temelja sa širokim rasponom promjena u numeričkim vrijednostima promjenjivih projektnih parametara, uključujući geometrijske dimenzije temelja i fizičko-mehaničke karakteristike temeljnog tla;
eksperimentalno određivanje ukupnih sila trenja i prianjanja koje nastaju duž njegove bočne površine neposredno na gradilištu prilikom iznenadnog betoniranja temeljnog tijela bez oplate;
izračunavanje nosivosti osnove temelja s dvostrukim prorezom za različite vrijednosti njegovih geometrijskih dimenzija i fizičko-mehaničkih karakteristika ogranicene mase tla;
prethodna procjena nosivosti temelja proreznih temelja u fazi idejnog projekta;
procjenu moguće greške u proračunu nosivosti bočne površine proreznog temelja poznatim metodama pomoću uređaja patentiranog od strane autora.
Provjera rada. Glavni rezultati istraživanja koje je sproveo autor disertacije su izvještavani, razmatrani i objavljeni u materijalima: godišnjih naučnih i tehničkih konferencija nastavnika, diplomiranih studenata i studenata Volgogradskog državnog univerziteta za arhitekturu i građevinarstvo (Volgograd , VolgGASU, 2010-2013), Sveruska naučno-tehnička konferencija „Mehanika tla u geotehnici i inženjerstvu temelja“ (Novočerkask, SRSTU-NPI, 2012); III Međunarodna naučno-tehnička konferencija „Inženjerski problemi nauke o građevinskim materijalima, geotehničke i putne izgradnje” (Volgograd, VolgGASU, 2012); Sveukrajinski naučni i praktični seminar uz učešće stranih stručnjaka „Savremeni problemi geotehnike“ (Ukrajina, Poltava, PNTU imena Yu. Kondratyuk, 2012); na naučnim seminarima odseka „Primenjena matematika i računarstvo” i „Hidraulika i zemljani radovi” VolgGASU (Volgograd, VolgGASU, 2010-2013).
razvoj i kompilacija mehaničkih i matematičkih modela i proračunskih šema metoda teorije funkcija kompleksne varijable i FEM objekata koji se proučavaju (koeficijenti funkcije preslikavanja, granični uslovi, dimenzije, tip, stepen diskretizacije);
izvođenje kompjuterskog modeliranja procesa formiranja i razvoja područja plastične deformacije u osnovama proreznih i dvoproreznih temelja, obrada, analiza i sistematizacija dobijenih rezultata, konstruisanje grafičkih zavisnosti i njihov analitički opis;
provođenje patentne pretrage, analiziranje njenih rezultata, razvoj korisnog modela i njegovo patentiranje;
razvoj inženjerskih metoda za proračun nosivosti proreznih i dvostrukih proreza;
formiranje baza podataka i razvoj programa kompjuterskih kalkulatora za procjenu nosivosti proreznih temelja;
implementacija rezultata rada disertacije u građevinsku praksu u fazi projektovanja.
Predat na odbranu :
Mehanički i matematički modeli i proračunske sheme metoda teorije funkcija kompleksne varijable i metode konačnih elemenata proučavanih objekata.
Utvrđeni obrasci procesa formiranja i razvoja područja plastične deformacije ispod potplata i duž bočne površine proreznih temelja.
Tehnika za izuzimanje bočne površine proreznog temelja iz razmatranja zasnovana na korištenju metoda teorije funkcija kompleksne varijable.
Koristan model uređaja za određivanje ukupnih sila trenja i prianjanja koje nastaju na kontaktu “bočna površina proreznog temelja - tlo” pri izlijevanju betona bez oplate;
Inženjerska metoda za proračun nosivosti proreznog temelja i kompjuterski kalkulatorski program za određivanje nosivosti njegove bočne površine.
Inženjerska metoda za proračun nosivosti temelja sa dva proreza i kompjuterski program-kalkulator koji je formalizira.
Rezultati implementacije rezultata rada disertacije u građevinsku praksu.
Sprovedeni su rezultati naučnih istraživanja:
Prilikom utvrđivanja nosivosti osnove monolitnih temelja izvedenih naspram tla na lokalitetu: „Zgrada kantine na ul. Barrikadnaya, kuća 11, u selu. Crvene barikade Ikrjaninskog okruga Astrahanske oblasti" u LLC NPF Inženjerski centar "YUGSTROY".
Prilikom izrade projekata i izgradnje podzemnog dijela zgrada i objekata podignutih tehnologijom „zid u tlu“, posebno: prilikom projektovanja administrativnog kompleksa „Poslovni park“ u gradu Permu, ograđivanje obalne zone umjetnog ostrva u vodeno područje rijeke. Kama (regija Perm).
U obrazovnom procesu na odsjeku za „Hidraulički i zemljani radovi“ Volgogradskog državnog univerziteta za arhitekturu i građevinarstvo.
Publikacije . Glavne odredbe disertacije objavljene su u 8 naučnih članaka, od kojih dva u vodećim recenziranim naučnim publikacijama i 1 patentu Ruske Federacije za korisni model.
Struktura i obim posla . Disertacija se sastoji od uvoda, četiri poglavlja, opštih zaključaka, liste literature od 113 naslova i priloga. Ukupan obim rada je 164 stranice pisanog teksta, uključujući 114 stranica glavnog teksta koji sadrži 145 ilustracija i 14 tabela.
Značajke tehnologije izgradnje, rada i proračuna nosivosti proreznih temelja u kohezivnim tlima
Obično se izrada jama i rovova za stubne i trakaste montažne temelje izvodi bagerom, nakon čega slijedi ručno čišćenje dna i bočnih površina. Stoga se za ove temelje izračunato opterećenje prenosi na temelj tla samo kroz njihovu podlogu. Otpor tla nasipa se ne uzima u obzir u proračunu.
Naprotiv, u zemljištima prirodnog sastava, posebno kohezivnim tlima niske vlage, vrlo je obećavajuća upotreba monolitnih proreznih temelja s razvijenom bočnom radnom površinom. Prilikom izrade ovakvih temelja nema potrebe za zatrpavanjem rovova i jama, što omogućava nastanak značajnih sila trenja i prianjanja između mase tla, što nije moguće pri izgradnji konvencionalnih temelja na otvorenim kopovima.
Visoku efikasnost primene pokazuju prorezni temelji, koji su jedna ili sistem paralelnih uskih pukotina u tlu, ispunjenih u prostoru betonom, koje su spojene rešetkom u zajedničku podlogu da apsorbuju opterećenje od nadzemnog dela. zgrade. Izrada utora se može izvesti rezanjem bušilicom ili rezačem, a u slučaju velike dubine temelja proreza može se izvesti metodom „zid u tlu“.
Vanjsko opterećenje se prenosi na podlogu tla duž bočne površine proreznog temelja, uz podnožje i uz podnožje roštiljne ploče, ako postoji.
U slučaju spajanja dva ili više proreznih temelja u jedan temelj, u rad se uključuje i masa tla zatvorena između zidova, zbog čega se opterećenje prenosi u ravnini u visini donjih krajeva zidova.
Nosivost takvog temelja značajno ovisi o udaljenosti između zidova. U ovom slučaju, tlo zatvoreno između zidova, samih zidova i rešetke zajedno može se smatrati betonsko-zemljanim temeljom na prirodnoj podlozi, čija je visina jednaka visini zidova. Ako se bilo koji dio vanjskog opterećenja prenosi vanjskim zidovima, tada ta okolnost dovodi do povećanja širine konvencionalnog betonsko-tloastog temelja koji prenosi opterećenja na temeljna tla.
Posebnu pažnju treba posvetiti pitanju prijenosa opterećenja duž bočne površine izoliranog proreznog temelja. U radu se navodi da proreze temeljene na nosivosti temeljnog tla treba izračunati na osnovu izraza N Fdlyk, (1.1) gdje je: Fd nosivost temeljnog tla; y =1,2, ako je nosivost temelja određena rezultatima terenskih ispitivanja prema GOST-u i y =1,4, ako je nosivost utvrđena proračunom; N je projektno opterećenje preneseno na temelj, kN. Nosivost proreznog temelja (SF) pravokutnog poprečnog presjeka, koji radi na centralno aksijalno tlačno opterećenje i oslanja se na tlačnu podlogu, ako njegova bočna površina siječe nekoliko paralelnih slojeva temeljnog tla, može se odrediti po formuli: gdje je : us=1 - koeficijent stanja temeljnih radova; usg - koeficijent radnih uslova funte ispod osnove temelja, uzimajući vrijednost 1,0; 0,9; 0.4 kod izrade rova na suvi sa kašikom rovokopača, kod izrade rova sa pljosnatom kašikom na suvo ili ispod glinenog rastvora sa uklanjanjem mulja sa dna rova i kod izrade rova sa ravnom kašikom ispod gline rastvor bez uklanjanja mulja sa dna rova, respektivno; R je izračunati otpor funte ispod osnove temelja, (kPa), uzet prema tabeli br. 3.1 (str. 63); A - površina temeljne osnove, (m); U - obim temelja, (m); yct je koeficijent radnih uslova funte duž bočne površine temelja, uzimajući vrijednost 0,8; 0,7 i 0,6 kod suvog betoniranja rova u ilovači, glini i pri betoniranju rova pod zaštitom glinenog rastvora za sva tla, odnosno, ili je određeno eksperimentalno; /I - izračunati otpor i-tog sloja funte na bočnoj površini proreznog temelja, (kPa), uzet prema tabeli br. 3.2 (str. 63), ali ne veći od bOkPa; h\ je debljina i-tog sloja funte u kontaktu sa bočnom površinom temelja proreza, (m).
Slične formule i tabele date su u dokumentima razvijenim u NIIOSP-u po imenu. N.M. Gersevanova. Formula (1.2) sama po sebi izgleda uvjerljivo i njeno korištenje je sasvim logično. Iz ove formule jasno je da se nosivost koju prorezni temelj prenosi na temelj dijeli na dva dijela: prvi dio se prenosi kroz bazu temelja, a drugi kroz njegovu bočnu površinu. Posebna i regulatorna literatura daje podatke o frakcijskoj raspodjeli nosivosti proreznih temelja duž njihove osnovne i bočne površine.
Računarsko modeliranje procesa nastanka i razvoja područja plastične deformacije u temelju ispod dna proreznog temelja
Vraćajući se na razmatranje Sl. 2.6, vidimo da predložena tehnika daje adekvatne rezultate: izolinije normalnih az i osi naprezanja na određenoj udaljenosti od usjeka postaju paralelne dnevnoj površini masiva tla; omjer brojčanih vrijednosti ovih napona u odgovarajućim tačkama, otprilike, kako bi trebao biti, jednak je vrijednosti koeficijenta bočnog pritiska tla (aJoz ", =0,75); izolinije tangencijalnih napona tgx imaju klasični oblik "leptira", njihove numeričke vrijednosti u točkama koje leže na osi simetrije projektne sheme jednake su nuli.
Računarsko modeliranje procesa nastanka i razvoja područja plastične deformacije u temelju ispod dna proreznog temelja
Prije početka istraživanja pregledani su brojni literarni izvori, a posebno radovi, a prema podacima iznesenim u njima, utvrđeno je da dubina polaganja proreznih temelja može varirati u rasponu od 2m h 43m, a najviše Tipične vrijednosti omjera širine proreznog temelja i dubine njegovog polaganja su 2Mz = 0,03;0,13;0,27;0,4.
Prema podacima iznesenim u prvom poglavlju disertacije, koji su zasnovani na rezultatima analize regulatorne dokumentacije i literarnih izvora, karakteristike čvrstoće kohezivnog tla variraju u sljedećim granicama: ugao unutrašnjeg trenja p = kPa.
Uzimajući u obzir ove okolnosti, pokazalo se da vrijednost smanjenog pritiska povezivanja, izračunata po formuli od - C(yhtg(p) \), varira u intervalu ssv = .
Da bi funkcija mapiranja (2.5) dala matematički model temelja proreznog temelja sa širokim rasponom numeričkih vrijednosti za omjer širine temelja i njegove dubine 2b/h, koristit ćemo numeričke vrijednosti koeficijenata funkcije preslikavanja (2.6) date u tabeli br. 2.5.
Proračuni za određivanje vrijednosti projektne otpornosti osnove proreznog temelja izvedeni su pomoću računalnih programa ASV32 i „Stabilnost. (Stanje naprezanja i deformacije)" razvijeno u Volgogradskoj državi
Područja plastične deformacije u podnožju proreznog temelja pri postavljanju (a), razvoju (b) i u trenutku dostizanja maksimalnog dozvoljenog opterećenja (zatvaranje maksimalnog dozvoljenog opterećenja) (c) Univerzitet za arhitekturu i građevinarstvo, za sve moguće kombinacije numeričkih vrijednosti varijabilnih projektnih parametara 2b/h, osv i f. Na sl. 2.10, kao primjer, prikazana su područja plastičnih deformacija u podnožju proreznog temelja prilikom njihovog pokretanja, razvoja i u trenutku dostizanja maksimalnog dopuštenog opterećenja (zatvaranje maksimalnog dopuštenog opterećenja).
Na sl. 2.11 prikazuje, kao najočiglednije, grafičke zavisnosti oblika AZ=J, AZe.
Prema ograničenjima usvojenim u poglavlju I za promjenu numeričkih vrijednosti varijabilnih projektnih parametara, da bi se postigao cilj postavljen u radu disertacije, potrebno je izvršiti 1024 računske operacije za određivanje veličine područja plastične deformacije pri osnova temelja sa duplim prorezima.
Rezultat ovog poglavlja trebalo bi da bude inženjerska metoda za proračun nosivosti homogene osnove temelja sa dva proreza, razvijena na osnovu rezultata analize njenog stanja naprezanja i procesa formiranja i razvoja površina plastične deformacije u aktivnoj zoni temelja.
Ispod na sl. 3.3 3.5 prikazane su slike bezdimenzionalnih izolinija (u udjelima y/g) tri komponente napona az; ax i tzx u homogenoj osnovi dvoproreznih temelja različitih širina (2/ =0,8/g; 0,4/?; 0), iste dubine, u trenutku zatvaranja područja plastične deformacije, odnosno u momentu intenziteta spoljašnjeg ravnomerno raspoređenog opterećenja njegove maksimalno dozvoljene vrednosti (ili u trenutku gubitka stabilnosti podloge). Imajte na umu da se u posljednjem slučaju, pri L=0 (vidi sliku 3.2), temelj s dva proreza degenerira u jednostruki (ili jednostavno prorezni temelj) dvostruke širine.
Eksperimentalno određivanje prvog kritičnog opterećenja za model temelja proreza
Vanjske dimenzije forme su 30x30 cm, a širina 3,4 cm. Unutrašnje dimenzije su 28x28 cm, odnosno 2 cm. Forma je izrađena od pleksiglasa debljine 7mm, a njeni elementi su međusobno pričvršćeni sa 13 metalnih vijaka. Ulošci-pečati od organskog stakla, koji predstavljaju 105 modela proreznih temelja, izrađuju se visine 15 cm, širine 1,2 cm i debljine 2 cm, tj. zadnja veličina je jednaka debljini modela koji se proizvodi. Modeli su oblikovani s promjenjivom dubinom rezanja tako da je bilo moguće simulirati prorezni temelj s omjerom njegove širine i dubine temelja 2Mz3=0,l; 0,15; 0,2; 0,25 i 0,3.
Dio umetka-žiga koji se nalazi iznad površine modela služi za podupiranje dinamometra DOSM-3-1, koji mjeri veličinu sile koja se prenosi na osnovni model, stvorena vertikalno postavljenim zavrtnjem.
Prije eksperimenta, cijeli umetak-žig je pažljivo podmazan tehničkim vazelinom kako bi se eliminirao utjecaj sila trenja.
Suština eksperimenta je bila sljedeća.
Od želatin-gel CS sa težinskom koncentracijom želatina od 15%, 30% i 45%, uzastopno su proizvedene četiri serije po pet modela proreznih temeljnih baza (slika 4.2a), sa omjerom širine 2&/A3=0. l;0,15 ; 0,2; i 0.3.
Zatim su ovi modeli vertikalnim, ravnomjerno raspoređenim opterećenjem utovareni kroz uložak žiga sve dok na donjim rubovima uloška žiga nisu počele biti jasno vidljive sitne pukotine - znak početka razaranja (sl. 4.4). Odgovarajuće vrijednosti opterećenja su zabilježene i uzete kao vrijednost pri kojoj se počinju formirati područja graničnog stanja u materijalu modela temelja proreza, tj. za vrijednost prvog kritičnog opterećenja.
Kao rezultat eksperimenta za ovu seriju uzeta je aritmetička sredina pet (za svaku seriju modela sa istom vrijednošću 2b/h3) vrijednosti q3. Dobijeno je pet takvih eksperimentalnih vrijednosti; prikazani su u tabeli br. 4.2.
U istoj tabeli prikazane su vrijednosti odgovarajućih opterećenja dobijene na osnovu proračuna izvedenih pomoću kompjuterskog programa „Stabilnost. Stanje naprezanja i deformacije”, razvijeno u VolgGASU. Imajte na umu da su svi proračuni izvedeni pri koeficijentu bočnog pritiska od funte = 0,75, što je prosječna vrijednost za glinovita tla.
Grafička interpretacija eksperimentalnih i teorijskih podataka u obliku zavisnosti kao što je q3=f i metoda konačnih elemenata.
Upoređujući površine plastičnih deformacija konstruisanih na osnovu rezultata proračuna (slika 4.6) za trenutak njihovog početka i OPD za ovaj slučaj koji se razmatra, prikazan na sl. 4.6c, vidimo njihov praktični identitet. opd- Sl. 4.6. Područja plastične deformacije u osnovi modela proreznog temelja, konstruirana iz napona izračunatih pomoću MTFKP (a; b) i metodom konačnih elemenata (c)
Shodno tome, može se tvrditi da se dobijeni eksperimentalni podaci poklapaju sa podacima dobijenim proračunom sa stepenom tačnosti koji je dovoljan za inženjersku praksu. To daje razlog za vjerovanje da se inženjerska metoda za proračun nosivosti temelja s prorezima razvijena u VolgGASU može preporučiti za praktičnu upotrebu.
1. Nosivost proreznog temelja na tlu određena je zbirom nosivosti bočne površine i njegove osnove. Prvi pojam je određen fizičkim i mehaničkim svojstvima ograđivajućeg tla, hidrogeološkim uslovima gradilišta, geometrijskim dimenzijama temelja, fizičkim i hemijskim svojstvima betona, stepenom prodiranja koloidne vode. -cementni rastvor u površinske slojeve tla kosina jame (rovova), tehnologija izrade temelja i dr. Drugi termin ovisi o obliku i veličini đona i FMSG-a. Stoga je moguće odrediti nosivost duž osnove temelja na osnovu analize naponsko-deformacijskog stanja mase tla primjenom FEM i MTFKP, a nosivost duž bočne površine - eksperimentalnim istraživanjima direktno na gradilištu.
2. Na osnovu metoda teorije funkcija kompleksne varijable dobijene su grafičke zavisnosti i odgovarajuće analitičke aproksimacije koje omogućavaju određivanje nosivosti duž osnove proreznog temelja za sve moguće kombinacije numeričkih vrijednosti. projektnih parametara korištenih u radu disertacije. Ovi rezultati formirali su bazu podataka kompjuterskog kalkulatora koji vam omogućava da automatizujete proces izračunavanja dela nosivosti koji se može pripisati bazi temelja.
3. Razvijen je i patentiran uređaj koji omogućava da se u realnim inženjersko-geološkim uslovima konkretnog gradilišta odrede maksimalne vrijednosti specifičnih sila trenja i prianjanja koje djeluju na bočnu površinu monolitnih temelja izrađenih bez oplate protiv tlo.
Da biste izračunali slijeganje temelja i provjerili čvrstoću (nosivost) temelja, potrebno je znati raspodjelu naprezanja u temelju, odnosno njegovo napregnuto stanje. Potrebno je imati podatke o raspodjeli naprezanja ne samo duž osnove temelja, već i ispod njega, jer je slijeganje temelja posljedica deformacije sloja tla koji se nalazi ispod njega. Za izračunavanje nosivosti temelja potrebno je odrediti i napone u tlu ispod osnove temelja. Bez toga je nemoguće utvrditi prisutnost i veličinu pomaka, provjeriti čvrstoću mekog sloja tla itd.
Za teorijsko određivanje napona u temelju, u pravilu se koriste rješenja teorije elastičnosti dobivena za linearno deformabilno homogeno tijelo. U stvarnosti, tlo nije ni linearno deformabilno tijelo, jer njegove deformacije nisu direktno proporcionalne pritisku, niti homogeno tijelo, jer mu se gustoća mijenja sa dubinom. Međutim, ove dvije okolnosti ne utječu bitno na raspodjelu naprezanja u podlozi.
U ovom poglavlju se ne razmatraju sva pitanja napregnutog stanja temelja, već samo metodologija za određivanje normalnih napona koji djeluju u tlu duž horizontalnih površina.
§ 12. Raspodjela naprezanja duž osnove temelja
U mostogradnji i hidrogradnji u pravilu se koriste kruti temelji čije se deformacije mogu zanemariti, jer su male u odnosu na pomake vezane za slijeganje.
Mjerenja normalnih naprezanja (pritisaka) duž osnove temelja, izvršena pomoću posebnih instrumenata postavljenih u nivou osnove, pokazala su da su ti naponi raspoređeni po krivolinijskom zakonu, ovisno o obliku i veličini temelja u planu. , svojstva tla, prosječni pritisak na podlogu i drugi faktori.
Rice. 2.1. Stvarni i teoretski dijagrami normalnih naprezanja duž osnove temelja
Kao primjer na sl. 2.1, puna linija prikazuje stvarnu raspodjelu normalnih naprezanja (dijagram normalnog naprezanja) duž osnove temelja kada je opterećenje (sila N) znatno manje od nosivosti temelja, a isprekidana linija prikazuje dobivenu raspodjelu naprezanja. na osnovu rješenja iz teorije elastičnosti.
Trenutno, unatoč nagomilanom eksperimentalnom materijalu i teorijskim istraživanjima, nije moguće u svakom konkretnom slučaju utvrditi stvarnu raspodjelu tlaka duž osnove temelja. U tom smislu, praktični proračuni se zasnivaju na pravolinijskim dijagramima pritiska.
Rice. 2.2. Pravolinijski dijagrami normalnih napona duž osnove temelja a - pod centralnom kompresijom; b- sa ekscentričnom kompresijom i e W/A
Sa centralnom kompresijom (slika 2.2, a), pretpostavlja se da su naponi Pm, kPa duž baze jednoliko raspoređeni i jednaki:
Pm = N/A, (2.1)
gdje je N normalna sila u presjeku duž osnove temelja, kN; A je površina temeljne osnove, m2.
Kod ekscentrične kompresije, dijagram naprezanja se uzima u obliku trapeza (slika 2.2, b) ili trokuta (slika 2.2, c). U prvom od ovih slučajeva, najveći napon i najniži napon Pmin određuju se izrazima:
Pmax = N/A + M/W;
Pmin = N/A - M/W (2.2)
gdje je M - Ne moment savijanja u presjeku duž osnove temelja, kN m (ovdje je e ekscentricitet primjene sile N, m); W je moment otpora površine temelja, m 3.
Formule (2.2) vrijede u slučajevima kada moment savijanja djeluje u okomitoj ravnini koja prolazi kroz glavnu središnju os inercije temelja.
Sa osnovom temelja u obliku pravokutnika veličine okomite na ravan djelovanja momenta M, b i druge veličine a, imamo A = ab i W = ba2/6. Zamjenom izraza A i W u formule (2.2) i uzimajući u obzir da je M = Ne dobijamo:
Pmax =N/ba(1+6e/a)
Pmin=N/ba(1-6e/a) (2.3)
Naprezanje Pmin, kPa, izračunato po formuli (2.2) ili (2.3) pri ekscentricitetu e> W/A, ispada negativno (vlačno). U međuvremenu, u presjeku duž osnove temelja, takvi naponi praktički ne mogu postojati. Kada je e> W/A, rub osnove temelja, koji je udaljeniji od sile N, podiže se pod utjecajem te sile iznad tla. Na određenom području osnove temelja (od ovog ruba) dolazi do prekida kontakta temelja i tla (dolazi do tzv. odvajanja temelja od tla), pa stoga dijagram naprezanja P ima oblik trougla (vidi sliku 2.2, c). Formule (2.2) i (2.3) ne uzimaju u obzir ovu okolnost, stoga se ne mogu koristiti za e> W/A.
Formule za određivanje veličine a 1, m, dijela osnove duž kojeg se održava kontakt temelja sa tlom, i najvećeg naprezanja Pmax, kPa (vidi sliku 2.2, c) mogu se dobiti uzimajući u obzir da naponi P moraju uravnotežiti silu N, kN koja djeluje na udaljenosti c od ruba temeljne osnove najbliže ovoj sili.
To podrazumeva dva uslova: 1) težište dijagrama napona P nalazi se na liniji dejstva sile N; 2) zapremina dijagrama jednaka je veličini ove sile. Iz prvog uvjeta s pravokutnom bazom temelja slijedi
A1=3c, (2.4)
i od drugog
(Pmax a 1 /2)b = N. (2.5)
Iz formula (2.4) i (2.5) dobijamo
Pmax =2N/(3cb). (2.6)
Dakle, pri ekscentričnosti e> W/A = a/6, maksimalni pritisak duž pravokutne osnove temelja Pmax treba odrediti formulom (2.6).
Razmotrimo, kao primjer, proračun ekscentrično opterećenog samostojećeg temelja (vidi dijagram s glavnim prihvaćenim oznakama).
Sve sile koje djeluju duž ruba temelja svode se na tri komponente u ravni osnove temelja N, T, M.
Radnje proračuna se izvode u sljedećem redoslijedu:
1. Određujemo komponente N, T, M, koje se u najopštijem slučaju mogu zapisati kao:
2. Odredivši dimenzije temelja, kao za centralno opterećeni temelj - (I aproksimacija), i znajući njegovu površinu - A, nalazimo njegove rubne napone P max, min. (Pretpostavljamo da je temelj stabilan na smicanje).
Iz otpornosti materijala za konstrukcije koje doživljavaju kompresiju sa savijanjem poznato je da: 
Za pravougaoni temelj, đon se može napisati:
Zatim, zamjenom prihvaćene notacije u formulu snage snage, dobivamo:
Gdje je ℓ veća veličina temelja (strana temelja u čijoj ravni djeluje moment).
- na osnovu proračunskih podataka nije teško izraditi dijagrame kontaktnih naprezanja ispod osnove temelja, koji su općenito prikazani na dijagramu.
Prema SNiP-u, uvedena su ograničenja na vrijednosti rubnih naprezanja:
- P min / P max ≥ 0,25 - u prisustvu opterećenja dizalice.
- P min / P max ≥ 0 - za sve temelje, tj. otkidanje đona je neprihvatljivo.
U grafičkom obliku, ova ograničenja naprezanja ispod baze ekscentrično opterećenog temelja (1, 2) ne dopuštaju korištenje posljednja dva dijagrama kontaktnih naprezanja prikazanih na dijagramu. U takvim slučajevima potrebno je ponovno izračunavanje temelja s promjenom njegovih dimenzija.
Treba napomenuti da se R određuje na osnovu uvjeta razvoja zona plastične deformacije na obje strane temelja, dok će u prisustvu ekscentriciteta (e) na jednoj strani nastati plastične deformacije. Stoga se uvodi treće ograničenje:
- P max ≤1,2R - dok je P av ≤ R.
Ako je osnova temelja otkinuta, tj. R min< 0, то такие условия работы основания не допустимы (см. нижний рисунок). В этом случае рекомендуется уменьшить эксцентриситет методом проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента).
Sekcije
Stalna adresa za ovo poglavlje: website/learning/basesandfoundations/Open.aspx?id=Chapter3Svrha proračuna je određivanje prosjeka. Maksimalna i minimalna naprezanja ispod osnove temelja i usporedite ih s izračunatim otporom tla.
gdje su P, P max i P min prosječni, maksimalni i minimalni pritisak osnove temelja na podlogu;
N 1 - izračunato vertikalno opterećenje baze, uzimajući u obzir hidrostatički pritisak, ako postoji;
M 1 - projektni moment u odnosu na osu koja prolazi kroz težište temeljne osnove;
A – površina đona;
W – moment otpora duž osnove temelja;
y s - pretpostavlja se da je koeficijent uslova rada 1,2;
y n - koeficijent pouzdanosti za potrebe konstrukcije, uzet jednak 1,4;
l - dužina osnove temelja
b- širina temeljne osnove
R - izračunati otpor tla ispod osnove temelja
Izračunato vertikalno opterećenje baze određuje se formulom:
N 1 =1,1*(p o +p p +p f +p u +p g)*y ƒ *p k,
gdje su p f i r g opterećenja od težine temelja i tla na njegovim ivicama, mN;
p in - opterećenje od težine vode koja djeluje na izbočine temelja (uzima se u obzir ako je temelj ugrađen u vodonepropusno tlo), mN;
p p - težina raspona, mN;
r k - mulj koji djeluje od privremenog vertikalnog pokretnog opterećenja, mN;
p o - težina potpore, mN.
N 1 =1,1*(4,3+1,49)+1,13*6,6=13,00mN
Moment otpora u podnožju temelja bit će jednak:
W= W= 
Projektni moment oko ose koja prolazi kroz težište temeljne osnove bit će jednak:
M 1 =1,1*T*(1,1+h 0 +h f)=1,1*0,66*(1,1+6,4+3,5)=7,98mN*m
Sada provjerimo da li je zadovoljen uvjet naprezanja ispod osnove temelja:
P max = 
P min = 
P max = 
P= - izvršeno
R max = - izvršeno
P min = - izvršeno
Ispunjena su sva tri uvjeta za čvrstoću na naprezanje ispod osnove temelja, pa je proračun izvršen korektno.
3.5 Proračun slijeganja temelja
,Gdje
Bezdimenzionalni koeficijent jednak 0,8;
G zpi je prosječni vertikalni (dodatni) napon u i-tom sloju tla;
h i i E i su debljina i modul deformacije i-tog sloja tla, redom:
n je broj slojeva na koje je podijeljena stisljiva debljina baze.
Tehnika proračuna se svodi na sljedeće:
1. Stisljiva debljina tla koja se nalazi ispod osnove temelja podijeljena je na elementarne slojeve debljine h i, gdje je b širina osnove temelja = 5,44 m. Pretpostavlja se da je debljina sloja h i = 2,0 m.
Granice elementarnih slojeva moraju se poklapati sa granicama slojeva tla i nivoa podzemne vode.
Dubina rasporeda treba da bude približno 3* b=3*5,44=16,3m
Podijelite na 10 slojeva. Podaci proračuna se unose u tabelu 2.
2. Odrediti vrijednosti vertikalnih naprezanja iz vlastite težine tla na nivou osnove temelja i na granici svakog podsloja
Vertikalni napon od vlastite težine tla u nivou osnove temelja
,
Gdje je K k geostatički koeficijent bočnog pritiska, jednak 1;
z i =h f - dubina temelja (z i =3,5)
y – specifična težina tla ispod nivoa podzemne vode (određena uzimajući u obzir vaganje vode) y sb = 10 kN/m 2
Odavde: 
kPa
z i je udaljenost od osnove proračunskog sloja do osnove temelja;
y i je specifična težina tla i-tog sloja. Specifična težina tla koje leži ispod nivoa podzemne vode ili ispod vode u rijeci, ali iznad akvitarde, mora se odrediti uzimajući u obzir težinski učinak vode: U akvitardi, napon od vlastite težine tla u bilo kojem horizontalni presjek bez uzimanja u obzir vaganja vode.
Vrijednosti vertikalnih naprezanja određujemo iz vlastite težine tla na granici svakog podsloja (podatke unosimo u tabelu). Na temelju rezultata proračuna konstruiramo dijagram vertikalnih naprezanja iz vlastite težine tla.
3. Određujemo dodatno prirodnom vertikalnom naprezanju ispod osnove temelja koristeći formulu:
P - prosječni pritisak na tlo od standardnih konstantnih opterećenja
A – površina osnove temelja,
N 11 - projektna vertikalna sila
N 11= r 0 +r n +r g +r in, gdje
p 0 - težina potpore;
p n - težina raspona;
r g - opterećenje od težine tla na njegovim ivicama;
p in - opterećenje od težine vode koja djeluje na izbočine temelja (uzima se u obzir ako je temelj urezan u vodootporno tlo)
N 11 =4,3+1,49+5,6=11,39*10 3 =11390 kN
P= 
kN/m 2
Ordinatna vrijednost dijagrama raspodjele dodatnih vertikalnih naprezanja u tlu izračunava se pomoću formule:
Koeficijent preuzet iz tabele u zavisnosti od oblika temelja.
Omjer stranica pravokutnog temelja
a relativna dubina jednaka
Koeficijent nalazimo iz tabele i izračunavamo vrednosti ordinata dijagrama raspodele dodatnih vertikalnih napona u tlu.
| Calc. sloj | Sloj br. | Debljina sloja, h, m | z i , m | kPa | γ i, kN/m 3 | 0.2 | 2z/b | E 1 | S i | ||||
| kPa | kPa | ||||||||||||
| glina | 2,8 | 10,0 | 7,0 | 142,38 | 137,19 | 13.000 | 0,057 | ||||||
| glina | 1,5 | 1,5 | 10,0 | 0.60 | 0,927 | 132,0 | 114,63 | 20.000 | 0,025 | ||||
| 2,0 | 3,5 | 10,0 | 1,29 | 0,683 | 97,25 | 85,43 | 0,013 | ||||||
| 2.0 | 5,5 | 10,0 | 2,02 | 0,517 | 73,61 | 62,93 | 0,009 | ||||||
| 2.0 | 7,5 | 10,0 | 2,78 | 0,367 | 52,25 | 50,33 | 0,003 | ||||||
| Fini pijesak | 0,9 | 8,4 | 10,0 | 23,8 | 3,09 | 0,340 | 48,41 | 40,65 | 37.000 | 0,002 | |||
| 2,0 | 10,4 | 10.0 | 27,8 | 3,82 | 0,231 | 32,90 | 29,48 | 0,002 | |||||
| 2,0 | 12,4 | 10,0 | 31,8 | 4,56 | 0,183 | 26,06 | 24,14 | 0,002 | |||||
| 2,0 | 14,4 | 10.0 | 35,8 | 5,30 | 0,156 | 22,21 | 20,43 | 0,001 | |||||
| 0.6 | 15,0 | 10,0 | 37,0 | 5,52 | 0,138 | 19,65 | Ukupno: | 0,114 |
4. Odredite donju granicu stišljive debljine (BC). Nalazi se na horizontalnoj ravni gde je uslov ispunjen.