Файл: Сергеев, Д. Д. Проектирование крупнопанельных зданий для сложных геологических условий.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 94

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 21

 

)

)

 

(11.9а)

 

 

 

My = Уу

3

 

(11.96)

 

 

 

 

 

 

П о д с т а в л я я в формулы

(П.7) значение Ny вместо N и в

форму­

лы (II.8) значение My

вместо М, получаем перемещения от дей­

ствия единичной силы

У0 в сечении фундаментной

перемычки.

Такой метод расчета панельной стены с проемами

на

горизон­

тальную нагрузку с учетом податливости грунтового основания

сравнительно

точно

о т р а ж а е т

фактическую

работу

конструкций

стены только

при

сохранении полного контакта

фундамента

с грунтовым

основанием.

 

 

 

Это обеспечивается в том

случае, если

н а п р я ж е н и я с ж а т и я

под подошвой фундамента от вертикальной нагрузки превосхо­ дят н а п р я ж е н и я растяжения от действия горизонтальной на­ грузки.

Схема расчета панельной стены с проемами, стоящей на уп­ ругом основании, в принципе не меняется, если коэффициент по­ стели грунтового основания будет заменен его модулем дефор­ мации.

Влияние податливости основания на статическую работу па­ нельной стены с проемами при действии горизонтальной нагруз­ ки тем заметнее проявляется, чем меньше жесткость фундамента и грунтового основания. Поэтому при слабых грунтах н слабых

фундаментах

целесообразно

рассчитывать панельную стену

с проемами

на горизонтальную

нагрузку

с учетом

податливости

основания, чтобы правильнее

отразить

в проекте

фактический

характер работы системы. Условия статической работы панель­ ной стены с проемами на жестком основании более благоприят­

ны, чем на податливом основании.

Поэтому надо стремиться

к малоподатливому основанию под

стены с проемами, особенно

в многоэтажных зданиях, подвергаемых действию больших гори­ зонтальных нагрузок. М а л о п о д а т л и в о е основание д л я протяжен ­ ных многоэтажных стен с проемами в виде 1—2-этажной железо ­ бетонной коробки увеличивает стоимость здания . Следовательно, необходимо иметь всестороннее экономическое сравнение вари­ антов панельных стен с проемами на жестком и податливом основаниях, ж е л а т е л ь н о с учетом эксплуатационной эффектив ­ ности подвалов .

Н а и б о л е е заманчиво решение многоэтажных стен с проемами на жестких фундаментах в виде'железобетонных ленточных рост­ верков на анкерных сваях, если такое решение не противопока­ зано по грунтовым условиям или по требованиям эксплуатации .

Предпосылка о ненарушении контакта фундамента с грунтом

76


ограничивает

применение

описанного

метода расчета, т а к как

при действии

больших горизонтальных нагрузок не исключена

возможность

частичного

нарушения

контакта

фундамента

с грунтовым основанием. Поэтому при проектировании панель ­ ных зданий целесообразно иметь представление о величинах пре­ дельных горизонтальных нагрузок на панельные стены с проема­ ми при частичном нарушении контакта м е ж д у фундаментом и грунтовым основанием.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА СТЕНУ ПРИ ЧАСТИЧНОЙ ПОТЕРЕ КОНТАКТА МЕЖДУ ФУНДАМЕНТОМ И ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ

При больших горизонтальных нагрузках на стену может ча­

стично

нарушиться

контакт

м е ж д у

ленточным

фундаментом

и грунтовым основанием; это приводит к

повышению краевого

давления на грунт. В таких случаях предельная

горизонтальная

нагрузка Рвр на стену может

определяться

либо

предельной

не­

сущей

способностью

грунта, либо

предельной

деформацией

грунта.

 

 

 

 

 

 

РПр

П о

предельной несущей

способности

грунта

величину

определяют, когда неравномерные осадки фундамента под дей­ ствием горизонтальной нагрузки не вызывают деформаций в над­ земной части здания . Такие случаи могут быть при расположе ­ нии здания на жестком фундаменте, представляющем, например,

систему

перекрестных

монолитных железобетонных балок-стенок

высотой

в э т а ж

и более со

сплошной

плитой понизу и поверху.

П р и

действии

на

такое

здание или

на самостоятельный его

отсек предельной горизонтальной нагрузки Р П р с ее равнодейст­

вующей,

расположенной на высоте £о+Лф от подошвы

фунда­

мента, в

основании

фундамента

действует предельный

момент

Мпѵ — Рпр

( І О + ^ ф ) -

П р и полном

весе Qo здания или его отсека

с фундаментом положение равнодействующей внешней нагрузки

по отношению к оси здания определится величиной

эксцентрици­

тета e0 — MnvIQ0.

Величиной эксцентрицитета е 0 определяется ме­

сто приложения

равнодействующей R0 реактивного

отпора грун­

та. П р и заданной длине Ьц, фундамента, а т а к ж е

при условии

распределения реактивного отпора грунта по треугольнику

(сплошная линия на рис.

16, г) длина контакта

фундамента

с грунтовым основанием

 

г

 

 

 

( I I .

10а)

При ширине фундамента Ьць равной длине здания или его от­

сека, и заданной предельной несущей способности

грунта

 

X,пр

2Qo

( I I .

106)

77


П р и р а в н и в а я (II.10а) и (II.106), получаем:

(ІІ.Юв)

При давлении о П р на грунт сильно нарушается линейная за­ висимость межд у напряжениям и и д е ф о р м а ц и я м и . Поэтому по аналогии с н а п р я ж е н и я м и в изгибаемых бетонных и железобе ­

тонных конструкциях

напряжени я

под подошвой фундамента

при краевом

напряжении,

равном

а п р ,

распределяются примерно

по трапеции

(пунктир

на

рис. 16,г) .

При таком распределении

реактивного отпора равнодействующая реактивного отпора грун­

та

перемещается

вправо,

соответственно

увеличиваются величи­

ны

эксцентрицитета

силы

Q0 ,

опорного

момента и

предельной

РЩІ горизонтальной

нагрузки .

 

 

 

 

Распределение

реактивного

отпора

грунта по

треугольнику

наименее благоприятно д л я устойчивости здания, поэтому в рас­ чете целесообразно принимать именно это распределение.

Ввиду того что прочностные характеристики грунта более не­ определенны, чем характеристики бетона, величину Ьф необходи­

мо подбирать

таким образом, чтобы Р П р по сопротивлению грун­

та превосходило Р П р по

сопротивлению

конструкций

надземной

части.

 

 

 

 

Величины

предельной

горизонтальной

нагрузки на

стены зда ­

ния по предельным д е ф о р м а ц и я м грунта определяют, когда не­

равномерные деформации грунта от горизонтальной

нагрузки

могут

вызвать недопустимые

деформации в конструкциях над­

земной

части, например частичное разрушение связей-перемычек

между полосами стен, с н и ж а ю щ е е усилия в перемычках.

Если панельная стена с проемами

расположена

на слабом

фундаменте

(рис. 2 2 , а ) , неравномерные деформации

основания

от действия

горизонтальной

нагрузки

ускоряют образование

пластических шарниров на опорах перемычек ввиду поворотов полос стены в основании. Особенно это убыстряется при образо ­ вании пластического шарнира на опоре фундаментной перемыч­ ки. Условия образования пластического шарнира иа опоре фун­

даментной

перемычки иные, чем иа опоре

дверной

перемычки,

так к а к при частичном нарушении контакта

межд у

фундаментом

и грунтом

условия заделки

фундаментной балки -перемычки

в полосы А

и Б (рис. 22, а) различны . Фундаментная

б а л к а при­

ж и м а е т с я

к полосе А реактивным отпором

грунта

и

действую­

щей на нее снизу поперечной

вертикальной

силой

Fo.np. От поло­

сы Б фундаментная б а л к а отрывается действующей на нее свер­ ху вертикальной поперечной силой Уо.пр- П р и этом реактивный

78



отпор м а л о противодействует отрыву фундаментной балки от по­ лосы Б. Образование пластического шарнира в фундаментной перемычке у полосы Б при действии горизонтальной нагрузки слева н а п р а в о определяется либо появлением текучести в арма ­

туре

Fs{E)

полосы Б или

в верхней а р м а т у р е F'a фундамента .

Из - за

условий проявления

пластических деформаций ж е л а т е л ь ­

но предельную вертикальную нагрузку на фундаментную пере­

мычку принимать по количеству

арматуры

/ \ 1 ( е )

полосы Б

 

 

 

Y

= F

 

R"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О,up

а(£ ) ">а-

 

 

 

 

 

 

Количество

горизонтальной

арматуры

F'

в

фундаментной

балке у левой

грани

полосы Б

д о л ж н о

быть

таким,

ка к

для

консоли с вылетом іф/2, и соответствовать

величине

Уо.пр. Количе­

ство нижней арматуры

F a

в фундаментной

балке у правой

грани

полосы А необходимо

подбирать

с

учетом

действия

Уо.нр

снизу

вверх и реактивного отпора грунта

(рис. 2 2 , а ) . Пр и выполнении

этих условий действие предельной горизонтальной нагрузки сле­ ва направо вызывает в фундаментной перемычке пластический шарнир на опорах у полосы Б, а на опоре у полосы А сохраняет­ ся упругий шарнир (рис. 22,6), что повышает устойчивость по­ лосы А на опрокидывание в связи с возрастанием реактивного отпора грунта под фундаментной перемычкой. На рис. 22, в сплошной линией показана схема реактивного отпора под поло­ сой А. Д л я упрощения будем принимать реактивный отпор грун­ та под полосой А в виде прямоугольного треугольника, у которо­

го

вертикальный

катет совпадает с

осью проема (пунктирная

линия на рис. 22, в), что соответствует

- \ > = о о д л я левого

опорно­

го

шарнира .

 

 

 

 

При действии

предельной горизонтальной нагрузки

справа

налево пластический и упругий шарниры симметрично решенной фундаментной перемычки (рис. 22, s) меняются местами. Чтобы иметь одинаковые характеристики упругих и пластических шар ­ ниров дл я двух направлений горизонтальной нагрузки, необхо­ димо принимать симметричное армирование полос и фундамент ­

ной балки относительно вертикальной оси проемов.

 

 

Д л я определения

предельной

горизонтальной

нагрузки

па

стену с проемами приближенно считаем, что углы

а поворота

фундаментов под полосами равны

(рис. 22,6), следовательно,

и треугольные эпюры реактивного отпора грунта подобны.

 

Чтобы определить

величину предельной горизонтальной

на­

грузки на стену с проемами по предельной деформации грунто­ вого основания, принимаем линейную зависимость между дефор ­ мациями и н а п р я ж е н и я м и под подошвой фундамента . При ли­

нейной зависимости

м е ж д у д е ф о

р м а ц и я м и

и

н а п р я ж е н и я м и

распределение реактивного отпора

по

длине

фундамента отра­

ж а е т картину перемещений подошвы

фундамента .

Реактивный отпор

грунта по длине

подошвы

фундамента от

80