18384x

001413

Dipl.-Ing. (FH) Alexander Meierhofer

2017-03-20

Расчет осадки отдельных фундаментов по норме DIN 4019 в RF-/FOUNDATION Pro

Для расчета предельного состояния по пригодности к эксплуатации в соответствии с разделом 6.6 Еврокода EN 1997-1, необходимо рассчитать осадку фундаментных оснований. In RF-/FUND Pro wurde die Setzungsberechnung für ein Einzelfundament ermöglicht. Dabei kann zwischen der Setzungsberechnung für ein schlaffes oder starres Fundament gewählt werden. Durch die Definition eines Bodenprofils ist die Berücksichtigung mehrerer Bodenschichten unter der Fundamentsohle möglich. Die Ergebnisse der Setzung, Fundamentverkantung und der vertikalen Sohlspannungsverteilung sind sowohl grafisch als auch tabellarisch aufbereitet und verschaffen so einen schnellen Überblick über die durchgeführte Berechnung. Zusätzlich zum Nachweis der Fundamentsetzung in RF-/FUND Pro werden die repräsentativen Federkonstanten für das Auflager in der statischen Berechnung bestimmt und können auf Wunsch in das statische Modell von RFEM oder RSTAB exportiert werden.

Общие сведения

Общая осадка s_tot на грунте, вызванная нагрузками на конструкцию, состоит из компонентов: немедленной осадки s₀ , осадки уплотнения s₁ и зависящей от времени осадки при ползучести s₂.

s_tot = s₀ + s₁ + s₂ = s + s₂

Согласно DIN 4019 [2] , описанный ниже метод включает в себя особую настройку «s», состоящую из обеих составляющих осадки - осадки, вызванной консолидацией, и осадки, вызванной ползучестью (вторичная осадка). На рисунке 1 графически показаны нестационарные компоненты осадки. В этом случае время t₀ представляет собой период до полной консолидации.

Зависящие от времени компоненты расчета [2]

Расчет осадки с использованием вертикальных напряжений на грунте

Описанный ниже метод расчета осадки основан на модели упругого изотропного однородного полупространства. Этот расчетный подход может быть применен также для осадки грунта основания в несколько слоев.

Для определения осадки необходимо разделить грунт на полосы и определить вертикальные напряжения грунта под основанием фундамента. На основе анализа эластичности для каждой полосы определяются конкретные осадки s_i ; затем они складываются, чтобы получить общую осадку s.

s = {Σs}_{i} = Σ (\frac{{Δσ}_{z, i}}{E_{S, i}} \cdot {Δz}_{i}) podle DIN 4019 [2]

Формула 1

где
Δσ_{z, i} = дополнительная осадка, вызывающая напряжение в полосе i
E_{S, i} = модуль жесткости полосы i
Δz_i = толщина полосы i

Определение вертикальных напряжений грунта

Во-первых, расчет осадки требует определения вертикальных напряжений грунта. Расчет напряжения и осадки основан на модели упругого изотропного полупространства. Соответствующие напряжения можно различить в зависимости от их причины следующим образом:
σ_или = напряжение грунта, вызванное собственным весом грунта
σ_z = напряжение, вызванное нагрузкой на конструкцию
σ_{z, i} = напряжение, вызванное структурной нагрузкой в полосе i

Вертикальные напряжения грунта σ_z из-за дополнительной нагрузки на глубине z можно рассчитать на основе подхода Буссинеска [3] и принципа суперпозиции.

Согласно Буссинеску, вертикальное напряжение на грунт, вызванное вертикальной сосредоточенной нагрузкой V, рассчитывается на поверхности полупространства, как показано на рисунке 2.

Вертикальное напряжение грунта по Буссинеску [2]

Вертикальные напряжения грунта на глубине z под угловой точкой равномерного «упругого» прямоугольного напряжения σ_z можно определить по рисунку 3.

Vertikale Bodenspannung unter dem Eckpunkt einer gleichmäßigen Rechtecklast [2]

Коэффициент влияния напряжений i_R может быть определен из соответствующих номограмм, например, из DIN 4019 [2].

Применяя вышеупомянутый подход, вы получите результат распределения вертикальных напряжений грунта на грунте под фундаментом, который условно представлен на рисунке 4.

Verlauf der vertikalen Bodenspannungen und bezogenen Setzung unter einer gleichmäßig verteilten Last aus [2]

Глубина осадки

При расчете осадки необходимо учитывать дополнительные напряжения от нагрузки на фундамент до глубины воздействия осадки, также называемой предельной глубиной. Согласно EN 1997-1 [1] и DIN 4019 [2], глубина воздействия осадки может быть принята как глубина z, на которой эффективное вертикальное напряжение от нагрузки на фундамент составляет 20% от эффективного напряжения покрывающих пород.

Автор

Г-н Мейергофер является руководителем отдела разработки программ для расчета железобетонных конструкций.

Ссылки

Программы для расчета железобетонных конструкций

Ссылки

EC 7. (2013). Еврокод 7 - Проектирование, расчеты и определение параметров в геотехнике - Часть 1: Allgemeine Regeln; EN 1997-1:2009
Грунт - расчет осадки; DIN 4019:2015-05
Boussineq, J .: Application des potentiels à l'étude de l'équilibre et du mouvement des solides élastiques… Paris: Gauthier-Villars, 1885.

;