Нагрузки на основания и расчетные коэффициенты.

Нагрузки, учитываемые при расчетах оснований и фундаментов, подразделяют на постоянные, временные длительно действующие, кратковременные и особые.

Нагрузки, на которые производится расчет оснований и фундаментов зданий и сооружений, необходимо устанавливать, исходя из результатов расчета, учитывающего совместную работу сооружения и основания. Нагрузки на основания можно определить и без учета их перераспределения несущими конструкциями здания в следующих случаях: при возведении зданий и сооружений, относящихся к III классу долговечности; при расчете общей устойчивости грунтового массива совместно с возводимым зданием; при определении средних значений деформаций основания, если расчет деформаций выполняется в стадии привязки типового проекта к местным грунтовым условиям района строительства.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций и их элементов, а также вес и давление грунтов. Постоянные нагрузки определяют по проектным данным на основании геометрических размеров и удельного веса материалов, из которых они изготовлены. К временным длительно действующим нагрузкам относят вес временных перегородок, вес различного стационарного оборудования; давление газов и жидкостей, нагрузку от складируемых материалов, температурные технологические воздействия, воздействия неравномерных осадок основания без изменения структуры грунта, температурные климатические воздействия и воздействия от усадки и ползучести. К кратковременным нагрузкам относят вес людей, ремонтных материалов, нагрузки, образующиеся при изготовлении и возведении строительных конструкций, нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования, нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий, снеговые и ветровые нагрузки. Следует заметить, что при расчете оснований по несущей способности нагрузки на перекрытия и снеговая считаются кратковременными, а при расчете по деформациям — длительными. К особым нагрузкам относят сейсмические и взрывные воздействия, а также нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса в результате временной неисправности или поломки оборудования, и, наконец, воздействия от неравномерных осадок, сопровождающиеся изменениями структуры грунта. При расчетах оснований следует учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемого около фундаментов в процессе строительства.

Постоянные нагрузки действуют в течение всего времени эксплуатации, а временные — в отдельные периоды и могут иногда полностью прекращать свое действие.

При проектировании по предельным состояниям экономичность и надежность, несущая способность и нормальная эксплуатация обеспечиваются расчетными коэффициентами, которые позволяют раздельно учесть особенности физико-механических свойств грунтов оснований, специфику действующих нагрузок, ответственность и особенности конструктивных схем зданий и сооружений.


Различают два типа нагрузок — нормативные и расчетные. Нормативные определяют по нагрузкам и воздействиям согласно СНиПу. Расчетную нагрузку получают умножением нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.

Все конструкции, в том числе фундаменты, а также их основания всегда рассчитывают на наиболее неблагоприятные комбинации нагрузок, которые дают максимальные усилия. Эти комбинации нагрузок называют сочетаниями нагрузок, которые подразделяют на основные и особые.

Коэффициент надежности по нагрузке yf учитывает возможность случайного отклонения (в сторону увеличения) внешних нагрузок в реальных условиях от нагрузок, принятых в проекте.

При определении расчетных сочетаний вероятность одновременного действия нескольких, различных по своему характеру нагрузок учитывают с помощью коэффициента сочетаний.

Основное сочетание состоит из постоянных, временных и кратковременных нагрузок, особые сочетания дополнительно включают в себя и особые нагрузки.

Расчет оснований по деформациям и несущей способности должен производиться на основное сочетание нагрузок, а при наличии особых нагрузок несущую способность основания должны проверять дополнительно и на особое сочетание. Причем полезная нагрузка на перекрытия и снеговая, которые по данным Строительных норм могут быть длительными и кратковременными, при расчете оснований по деформациям считаются длительными, а по несущей способности — кратковременными.

Если основное сочетание включает в себя только одну временную нагрузку, значение последней учитывается без снижения, а при двух или более их умножают на коэффициент 0,95 (для длительных) и 2=0,9 (для кратковременных). При расчете на особые сочетания длительные нагрузки умножают на коэффициент ф1 — =0,95, кратковременные — на ^2=0,8, кроме случаев, специально оговоренных нормами; особая нагрузка при этом не снижается.

Для грунтов оснований указанные сочетания нагрузок применимы только в случае однократного, синхронного (одновременного) приложения всех нагрузок, действующих впоследствии постоянно. Это положение не всегда выполняется, так как временные нагрузки имеют тенденцию к колебаниям в сторону уменьшения или увеличения в процессе эксплуатации, а постоянные изменяются в процессе возведения здания.

Приведенные сочетания нагрузок отвечают условиям работы конструкций, которые находятся в пределах упругой стадии работы, т. е. в условиях, когда снятие внешней нагрузки приводит к полному восстановлению деформаций, что дает возможность использовать принцип независимости действия сил.

Определяя итоговую осадку, необходимо установить, какую долю общей осадки вызывает постоянная нагрузка, а какую — временная, а также выяснить соотношение между ними, т. е. какая нагрузка будет преобладающей. Выявляя последовательность приложения постоянных и временных нагрузок, а также длительность их действия, т. е. осуществляя дифференцированное назначение сочетания нагрузок с заранее заданным режимом изменения, можно более достоверно определять конечные значения осадок с учетом их неравномерности на различных этапах нагружения.

Так как осадки грунтов оснований протекают во времени и складываются из упругих (восстанавливающихся) и остаточных, то при наличии перерывов в загружении следует учитывать режим изменения нагрузки, определяя вклад предыдущего этапа нагружения в долю общей осадки, тем самым более полно отражая общую картину деформирования основания.

Коэффициент надежности по назначению сооружения у„ учитывает степень долговечности и капитальности проектируемого здания или сооружения, недостаточное соответствие расчетных схем реальным условиям работы оснований, фундаментов и всего здания в целом, а также погрешность, вносимую самой теорией предельных состояний.

Коэффициенты надежности по грунту yg и материалу ут учитывают отклонение расчетных значений физико-механических характеристик грунтов или материалов, возможное в результате неоднородности или неточности определения в лабораторных или полевых условиях, случайных отклонениях при отборе проб или образцов. Методика определения коэффициента yg изложена в § 1.5.

Коэффициент условий работы ус учитывает благоприятные или неблагоприятные условия работы оснований, фундаментов и всего здания в целом, а в некоторых случаях и отдельных слоев грунта, которые могут оказать влияние на переход основания в предельное состояние, и некоторые другие факторы, не отраженные в расчетах.

По материалам сайта: http://stroylib.narod.ru