Ленточный мелкого заложения фундамент: Страница не найдена | Строительная компания Мадерна

Содержание

Виды и конструкция фундаментов мелкого заложения

При планировании постройки здания первым вопросом выступает вид фундамента, который будет надежной опорой, предотвращающей влияние грунтовых вод и мороза. Для правильного конструирования фундамента ознакомимся с основными видами и правилами установки фундаментов мелкого заложения.

Оглавление:

  1. Устройство фундаментов мелкого заложения
  2. Виды фундаментов мелкого заложения
  3. Понятие и основы конструирования фундаментов мелкого заложения ленточного типа
  4. Особенности в  конструкции фундаментов мелкого заложения птитного типа
  5. Установка столбчатого фундамента мелкого заложения

Устройство фундаментов мелкого заложения

Отличительной чертой фундаментов мелкого заложения является глубина закладки, которая составляет от  40 до 90 см. Это позволяет сэкономить как трудовые, так и строительные ресурсы.

Такие фундаменты не требуют большого количества бетона для заливки и толстого слоя щебенки для засыпки. Затраты на возведение фундамента мелкого заложения уменьшаются в два-три раза.

Фундаменты мелкого заложения состоят из:

  • Обреза – верхней части, которая принимает нагрузку.
  • Подошвы – нижней части, которая передает нагрузку.
  • Боковых сторон – вертикальных частей фундамента, образующих фундаментную стену.

Фундамент мелкого заложения применяется в таких случаях:

  • При постройке деревянных домов.
  • При постройке домов из легких материалов.
  • Для небольшой кирпичной постройки.
  • В малоэтажном строительстве.
  • Для небольшого подвала.
  • При низком прохождение грунтовых вод, которое не приводит к вспучиванию.

Виды фундаментов мелкого заложения

Выделяют ленточные, столбчатые и плитные фундаменты мелкого заложения, которые в свою очередь разделяются технологией конструирования, и материалами, используемыми для строительства.

Классификация фундаментов мелкого заложения по технологии конструирования:

  • Монолитные – арматура устанавливается только на плитной части фундамента.
  • Возводимые или колонные.
  • Сборные – с использованием железобетонных подушек и бетонных блоков.
  • Комбинированные или сборно-монолитные.

Типы фундаментов мелкого заложения по материалам:

  • Фундаменты сделанные из дерева.
  • Каменные фундаменты.
  • Бетонные фундаменты.
  • Железобетонные фундаменты.

Понятие и основы конструирования фундаментов мелкого заложения ленточного типа

Для ленточного фундамента, наиболее подходящим типом грунта, является материковый грунт, возникший путем естественной трамбовки. Применяют такой фундамент при сооружении здания, состоящего из кирпича, самана или небольших бетонных блоков.

Основным достоинством ленточного фундамента мелкого заложения является простота конструирования.

Согласно материалу выделяют ленточные фундаменты из:

  • Кирпича.
  • Бетона.
  • Бутобетона.
  • Бутовые.

Для сооружения бутового фундамента применяют бутовые камни, которые укладывают с помощью цементного раствора. Такие фундаменты самые трудоемкие и имеют наибольший вес. Обычная высота бутового фундамента составляет 55-65 см. Сфера использования – небольшие дачные дома или бытовки.

Для бутобетонного ленточного фундамента используют известково-цементный или цементный раствор, которым заливают основание из щебня, гравия, битого кирпича или бутовых камней.

Этапы работы над фундаментом ленточного типа:

  • Подготовка площадки под фундамент. Разравнивается и очищается от растительности поверхность.
  • Разметка площадки. Размечаем как внешние, так и внутренние углы.
  • Рытье котлована и разравнивание дна фундамента. Глубина котлована от 30 до 120 см. При необходимости, установка крепления на боковые стенки фундамента. Крепление бывает:
    • Закладное – стены фундамента укрепляются вертикальными стойками из балок и деревянными досками. Применение: обустройство котлована с наклонными стенами.
    • Шпунтовое – выполняется из шпунтовых связок: деревянных, металлических, железобетонных. Применение: расположение грунтовых вод выше дна котлована.
  • Засыпка дна котлована – сооружение подушки. Основная функция – разравнивание дна котлована. Для определения типа подушки рекомендуется сдать анализ почвы, для определения количества грунтовых вод.
  • Если грунт глинистый используется песчаная подушка. При сооружении фундамента на песчаном грунте заливают слой бетона толщиной около 100-150 мм. После засыпки данный слой уплотняется с помощью специального оборудования.
  • Установка деревянной опалубки под заливку фундамента. Для улучшения застывания бетона возможно укладывание гидроизоляционной  пленки или проведение гидроизоляции с помощью смолы.
  • Для армирования фундамента используется арматура с сечением 1,2 см. Арматурные пруты укладывают от одного угла к другому. Стыки арматуры соединяют хомутами. При дополнительном армировании углов, с помощью стержней, увеличивается дополнительная прочность фундамента.
  • Если фундамент кирпичный или бутовый укладывается слой засыпки.
  • Следующий этап – заливка опалубки. Используйте высококачественный бетон больше 200 марки. Заливать фундамент следует в несколько подходов по 15-20 см для лучшего застывания.

Совет: обязательно перед заливкой смочите опалубку водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в опалубку.

Особенности в  конструкции фундаментов мелкого заложения птитного типа

Над насыпанным слоем песка или щебня, толщина которого составляет около 25 см, укладывают железобетонную плиту, которая является основанием фундамента плитного типа. Такой фундамент более прочный, надежный и долговечный, но и затраты на сооружение более существенны.

Достоинства фундаментов мелкого заложения плитного типа:

  • Минимальная затрата наемного труда и легкость в процессе установки. Необязательно иметь строительные навыки, чтобы соорудить такой фундамент. Главное все правильно рассчитать.
  • Высокие показатели надежности.
  • В процессе использования сооружения стены остаются целыми, так как плита надежно защищает здание от деформации.
  • Плиту, установленную в фундаменте, используют для пола нижнего этажа, что обеспечивает дополнительную экономию средств.
  • Плитный фундамент – самый оптимальный вариант для грунтов сложного типа. При установке такого фундамента не нужно проводить дополнительные земляные работы.

Инструкция по конструированию плиточного мелкозаложеного фундамента:

  • Подготовка основания. Разровняйте поверхность и сделайте разметку.
  • Снимите верхний слой грунта по всей площади фундамента. Когда доберетесь до более плотного грунта, разровняйте поверхность.
  • Если влажность грунта высокая – соорудите дренаж. Для этого выройте траншеи и установите пластиковые трубы. Сверху покройте геотекстилем.
  • Желательно утеплить фундамент пенопластом со всех сторон на 100-130 мм, для предотвращения промерзаний.
  • Следующий этап – установка подушки из песка или щебня. Тщательно утрамбуйте, поливая водой каждый отдельный слой. Толщина подушки 10-20 см.
  • Сверху подушки уложите пенополистирол для утепления.
  • Возможен вариант использования готовой железобетонной плиты. Тогда после установления подушки устанавливают такую плиту, которая в дальнейшем будет выступать и в качестве фундамента, и в качестве пола.
  • Если же плиту сооружают на месте, тогда делают опалубку. Для опалубки лучше всего подойдет брус. Ширина опалубки равна ширине фундамента. Закрепите опалубку и утеплите гидроизоляционной пленкой.
  • Для создания более прочной конструкции армировать лучше двумя слоями. Для первого слоя подойдет арматура 12-15 мм, а для второго – ячейки 20*20 см.
  • Заливаем основание – плиту. Делается заливка поэтапно, для более прочного высыхания бетона. Обязательно применяйте оборудование для устранения пузырьков воздуха в бетоне.

Совет: для предотвращения трещин при  быстром высыхании бетона поливайте плиту водой или накройте полиэтиленовой пленкой.

Установка столбчатого фундамента мелкого заложения

Такой тип фундамента отлично подходит для строительства бани, помещений хозяйственного назначения или небольшого сооружения. Иногда такой фундамент применяют при строительстве деревянных домов.

К преимуществам столбчатых мелкозаложеных фундаментов относятся:

  • Незначительное количество арматуры.
  • Короткие строки изготовления.
  • Минимальные земляные работы.
  • Устойчивость к пучению или к заморозке грунта.

Этапы работы над столбчатым фундаментом:

  • Для начала нужно спроектировать и рассчитать периметр фундамента. Лабораторно определите плотность грунта. Далее рассчитывается длина столба, исходя из глубины промерзания.
  • От массивности здания зависит толщина столбов, а также промежуток между ними. Если столбы монолитные, расстояние между ними примерно 150-200 см.
  • Далее сделайте разметку на грунте.
  • Выкопайте ямы по периметру фундамента, исходя из толщины столбов.
  • Следующий этап – засыпка. Желательно использовать слой щебня толщиной около 10 см. Хорошо утрамбуйте этот слой.
  • Армирование выполняется арматурой с сечением 100-120 мм. Сначала вырезают прутья, длиной 30-40 см. Затем делают решетку, связывая прутья хомутами.
  • Эти решетки укладывают на дно, засыпанное щебнем.

Совет: Положите под решетки несколько обломков кирпичей для обеспечения надежности бетонной массы при заливке.

  • Подушки заливают бетоном марки 250. Перед установкой опалубки под заливку столба должно пройти 7-10 дней.
  • Из обрезных досок делают опалубку. Получается длинный короб без дна.
  • Опалубку прикрепляют к заранее выведенной арматуре и начинают заливку. С помощью глубинного вибратора убирают пузырьки воздуха из бетонной массы. Используйте бетон такой же марки, как и при заливке подушки.
  • В завершении заливки установите металлический уголок.
  • Через неделю снимите опалубку, а спустя три недели сделайте обвязку.
  • Для предотвращения попадания снега, грязи или мусора под фундамент делают забирку.  Для изготовления используют кирпич или камень.
  • Чтобы обеспечить гидроизоляции на забирку укладывают битум, а затем рубероид.

Для долгосрочного функционирования фундамента необходимо помнить о таких правилах:

  • Правильные расчеты глубины фундамента – исключат проседание.
  • Нагрузка на опоры должна быть равномерной.
  • Используйте только высококачественные материалы. Ведь от прочности фундамента зависит долговечность строения.
  • Обязательно проведите оценку грунта в лаборатории.
  • Лучшее время для строительства фундамента лето или начало осени.
  • Монолитные конструкции сооружаются с обязательным вибрированием бетона.

 

 

устройство, проектирование и расчет, глубина

Фундаменты мелкого заложения пользуются популярностью у владельцев участков, расположенных в зоне излишне влажных и (или) неустойчивых грунтов. Ведь при должном армировании тела основания такой фундамент может выдержать на себе вес любого строения, не перегрузив грунт под домом.

В данной статье будут рассмотрены варианты обустройства таких фундаментов. Эта информация будет интересна широкому кругу владельцев относительно недорогих участков с проблемными грунтами.

Устройство фундаментов мелкого заложения

Мелкозаглубленные фундаменты не подвержены ни линейной, ни касательной деформации, провоцируемой пучением грунта. Поэтому основания такой конструкции пользуются особым спросом не только у владельцев участков со сложным грунтом. Такие основания закладывают в проект все архитекторы, занятые разработкой каркасных, дачных и малоэтажных строений. Ведь низкий вес самого дома не может нивелировать пучение даже относительно устойчивых грунтов.

Типовое устройство фундаментов под мелкое заглубление предполагает, что в основе конструкции основания всегда находится монолитный каркас, объединяющий все элементы: от опор до ростверка. Ведь только такой  фундамент может противостоять, как постоянным (вес строения,) так сезонным (деформация пучения) нагрузкам.

В итоге, в качестве оснований, пригодных под мелкое заложение можно использовать следующие типы конструкций фундаментов:

  • Ленточный вариант.
  • Столбчатый вариант.
  • Монолитную плиту.

В целом, любой тип основания построен на базе жесткого каркаса, выполненного в виде монолитного цоколя (полый – в случае ленточного фундамента, цельный – в случае плиты) или монолитного ростверка с интегрированными в его структуру вертикальными опорами (столбами).

Причем габариты каждого типа основания определяет только прочностной расчет фундаментов мелкого заложения, который основан на подборе, исходя из веса строения, оптимальной площади контакта основания с почвой. И хотя  максимальная площадь контакта означает минимальное давление, излишние габариты фундамент приведут к неоправданному увеличению сметы.

Поэтому, и прочностные расчеты, и архитектурное проектирование, и конструкция фундаментов мелкого заложения должны быть оптимизированы и взаимоувязаны. Проще говоря: вес дома должен соответствовать площади основания.

Строительство оснований мелкого заложения

Как уже говорилось выше, мелкозаглубленные фундаменты разделяются на ленточные, плитные и столбчатые варианты конструкции основания. Причем каждый тип фундамента строится по своим канонам. И далее по тексту мы попытаемся разобраться с нюансами строительства каждого типа оснований.

Ленточные фундаменты мелкого заложения

Этот вариант конструкции мелкозаглубленного фундамента собирается в траншее, опоясывающей основание по периметру.

Тело основания обустраивается по одной из нижеприведенных технологий:

  • Путем цельной заливки основания в опалубку, усиленную двухконтурным арматурным каркасом.
  • Путем сборки основания из крупногабаритных блоков с арматурными вставками, объединяющими блоки в единое целое.
  • Путем монтажа крупных блоков между двумя армированными стяжками. Причем одна стяжка заливается по дну траншеи, а вторая – обустраивается поверх блоков.
  • Путем монтажа блоков, соединяемых верхней, армирующей стяжкой.

И чаще всего ленточный фундамент принимает форму прямоугольника с продольной или поперечной перемычкой, которая усиливает несущую способность основания.

Причем глубина фундамент мелкого заложения в любом случае не превышает 70 сантиметров. А само основание укладывают на песчано-гравиевую подушку толщиной до 40 сантиметров.

В итоге, глубина траншеи под ленточный фундамент не превышает 100-110 сантиметров. Поэтому такие основания можно обустраивать даже на болотистых грунтах или на плывунах со средней глубиной залегания (до 3 метров), границы нестабильного горизонта почвы.

Плитные фундаменты мелкого заложения

Этот тип основания обустраивается в форме монолитной плиты, которая играет роль и ростверка, и цоколя, и опорной поверхности. Такой способ строительства оснований оправдан только в том случае, если дом будет возводиться на очень слабых грунтах. Ведь монолитная бетонная подушка потребует больших затрат.

Сам процесс строительства предполагает заливку готового бетона марки М200 в коробчатую опалубку, вкопанную в грунт на глубину не более 40 сантиметров. Причем, во внутренней части опалубки устраивается дополнительная 20-сантиметровая подушка из песчано-гравиевой смеси, необходимая для полноценного дренирования опорной поверхности.

В итоге, плитные фундаменты углубляются в землю всего на 20 сантиметров. А высота самого фундамента не превышает полуметра.

То есть, на обустройство одного квадратного метра основания уходит ровно полкуба бетона, в чем и заключается причина дороговизны.

Кроме песчаной подушки внутри опалубки находится еще и арматурный каркас, выполненный в виде двух параллельных решеток, разделенных вертикальными стойками. Стойки монтируются в точках пересечения прутьев решетки.

Бетон подается во внутреннюю часть опалубки по желобам и разравнивается вручную. Заливку плиты следует выполнить за один проход, без остановок.

Столбчатый фундамент

Данный вариант конструкции основания используется в случае обустройства фундамента на относительно прочных грунтах со средним уровнем деформации пучения грунта.

Причем столбчатый вариант можно назвать усовершенствованной конструкцией ленточного или плитного основания.

Ведь кроме опор (столбов) погружаемых в землю на 100-110 миллиметров в конструкцию фундамента входит и монолитный ростверк, который может принять форму ленты или плиты.

Столбчатое основание с ленточным ростверком заливается в наземную опалубку, обустроенную над линией шурфов. Причем арматурный каркас заплетает не только пространство между стенками опалубки, но и внутренности шурфов, отрытых или высверленных в грунте с шагом в 200 сантиметров.

Основание с ростверком-плитой заливается в коробчатую опалубку, внутри которой вырыты или высверлены шурфы, расположенные с шагом в 100-150 сантиметров. То есть, внутренности опалубки, как бы расчерчены условной сеткой с метровыми или полутораметровыми ячейками, а шурфы пробиты в точках пересечения линий этой виртуальной решетки. Разумеется, в данном случае, арматурный каркас оплетает и опалубку и шурфы.

Заливка столбчатого основания производится путем подачи бетона (М200 или М150) по желобу, сначала в шурфы, а затем и в опалубку. Причем всю операцию следует выполнить за один проход.

Ленточный фундамент мелкого заложения

  Ленточный фундамент мелкого заложения применяется при строительстве домов с тяжелыми стенами с целью снижения стоимости фундамента. Такой вид фундамента заглубляется не более чем на 60 см. его можно устанавливать на непучинистых грунтах или при проведении дополнительных мероприятий по утеплению грунта и уменьшению тем самым глубины промерзания грунта. Но обо всем по порядку.

 
   Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно нагруженную вышележащими стенами и передающую эту нагрузку на грунт. Ленточные фундаменты нужно устраивать по плотному материко­вому грунту естественного уплотнения. Песчаная подготовка под традиционные фундаменты делается толщиной не более 10 см. Ее основное назначение — устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке грунта. Другими словами, неровный грунт основания присыпается песком и выравнивается в горизонт. При этом устраняется возможность смятия грунта и выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.
   Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100 — 150 мм.
   Ширина фундамента зависит от толщины стен и передаваемой на фундамент нагрузки. Обычно ширина фундамента и толщина стен равны или ширина фундамента на 100 мм больше толщины стен. Высота фундамента принимается равной двойной ширине. Можно сделать фундамент высотой равной ширине фундамента, но в этом случае потребуется более мощное армирование, т.к. уменьшается сжатая зона поперечного сечения.
   Монолитный ленточный фундамент мелкого заложения должен быть армирован как в нижнем поясе, гак и в верхнем (рис. 18). Этот фундамент подвержен знакопеременным нагрузкам, его растянутые и сжатые зоны периодически меняются местами. Например, в летнее время на фундамент сверху давит вес здания, а снизу действует отпор грунта, чаще всего эти силы уравновешиваются и в фундаменте не возникают изгибающие напряжения, арматура вроде бы не нужна. В зимний период ситуация меняется, снизу на фундамент давят морозные силы пучения, сверху вес здания и снег. Эти силы неравномерно распределены по площади фундамента и где именно произойдет выпучивание фундамента, а где прогиб, предугадать сложно. Поэтому разумнее расположить арматуру и сверху и снизу, уделяя особое внимание армированию углов и примыканий фундамента.
   С армированием прямой части фундамента все понятно: проложил стержни от угла до угла и связал с хомутами, чтобы не развалились. Но стыкование на углах двух балок фундамента всегда сопровождается риском. Как тут можно рассуждать? Если смотреть на фундамент со стороны стены, то угол находится на краю балки, а значит, максимальный изгибающий момент будет в центре балки и углу вроде бы ничем не угрожает. Но на самом-то деле все не так, в данном случае балка лежит на грунте, а не на двух опорах, а значит, максимальный изгибающий момент может быть не в центре балки, а где угодно. Если посмотреть на фундамент со стороны угла, то получается, что арматурные стержни подошли к нему с двух сторон и оборвались. То есть, это равносильно тому, что в обычной прямой балке взять и оборвать арматуру в середине балки, а потом ждать от нее работы на изгиб. Поэтому углы ленточного фундамента должны быть проармированы дополни­тельно загнутыми полукругом стержнями и заведены в боковые стены фундамента не менее чем на одну треть их пролетов. Ес­ли сделать армирование таким способом, получится гибкая пространственная конструкция ленточного фундамента, способная держать изгибающие моменты в любых направлениях. Други­ми словами, получится монолитный пояс, напоминающий монолитные пояса, устраивающиеся в зонах землетрясений.

 

 

   На какую глубину погружать ленточный фундамент мелкого заложения? На рисунке 19 изображен график изменения свойств мерзлого грунта в зависимости от глубины промерзания; глядя на этот график, погружать фундамент в грунт не хочется совсем. Из графика следует,что фундамент нужно устанавливать либо ниже глубины промерзания, либо погружать его на глубину растительного слоя. То есть, раз фундамент нельзя поставить прямо на растительный слой, его нужно снять и установить на ту глубину, которая получится.              Закапывать его глубже просто не имеет смысла, т.к. избавиться от сил морозного пучения (нормальных и касательных) без специальных мер не представляется возможным. Более того, глубина заложения фундамента 50 см от уровня грунта, рекомендованная во многих и многих книжных изданиях для фундаментов мелкого заложения, просто опасна, поскольку на эту глубину приходится максимум сил морозного пучения. Необходимо добавить, что график заимствован из старого учебника для строительных ВУЗов, под редакцией профессоров О. О. Литвинова и Ю. И. Белякова. Не доверять профессуре старой школы нет никаких оснований.

      Фундамент, не погруженный в грунт, предполагает при своем строительстве изготовление опалубки. Для фундамента, погруженного в грунт, нижней частью опалубки зачастую выступает сам грунт. Возможно ли как-то избавиться от лишней работы по устройству опалубки? Может, можно как-то обойтись без армирования фундамента и добиться его надежной работы? Такой метод существует, и создан он не для того, чтобы сэкономить на досках опалубки, наоборот, этот метод несколько удорожает строительство фундаментов. Но применяя его, можно строить неармированные фундаменты на любую глубину заложения, не опасаясь сил морозного пучения. Метод может быть применен к уже построенным фундаментам с целью их исправления и защиты.
   Прежде чем перейти к описанию метода строительства ленточного фундамента на любую глубину заложения вне зависимости от степени пучинистости грунта, совершим еще одну экскурсию, теперь в область строительной термодинамики.

   За нулевую точку отсчета примем ноль градусов по шкале Цельсия, тогда любую из температур можно будет изобразить графически в виде век­ора. В данном случае нас интересуют только отрицательные температуры, воздействующие на грунт. Они изображены на рисунке 20. Вычленим из рисунка единичный вектор холода и рассмотрим его влияние на грунт. Отрицательная температура от действия единичного вектора будет рас­пространяться в грунте по радиусу, равному глубине промерзания. Таких векторов превеликое множество и все они морозят грунт на одинаковую глубину, если все нижние точки радиусов соединить между собой воображаемой линией, то получится нижняя граница промерзания грунта (изотерма нулевых температур), которая и называется глубиной промерзания. Под зданием граница промерзания поднимается вверх, т.к. температура воздуха внутри даже неотапливаемого здания зимой всегда выше, чем температура наружного воздуха. Под отапливаемым зданием изотерма нулевых температур поднимается еще выше и исчезает совсем: грунт под отапливаемым здани­ем не промерзает.
  Конечно, рис. 20 — это идеализированная картинка, на самом деле действие единичного вектора холода не образует идеально правильный полукруг, в зависимости от составагрунта и влажности линия полукруга будет выглядеть скорее замысловатой кривой. Тем не менее, совокупность единичных векторов приведет примерно к тому же результату.
   И какой же из всего этого вывод? Оказывается, границу промерзания грунта можно поднимать, достаточно на землю насыпать кучу какого-нибудь хлама и грунт промерзнет на меньшую глубину. А если вместо хлама уложить эффективный утеплитель, например, жесткий пенополиуретан? Тогда при ширине утеплителя, большей чем двойная глубина промерзания, под ним появляется «пятачок» (рис. 21) непромерзающего грунта, на который можно установить фундамент.
   Даже если толщина утеплителя будет недостаточной для полноценной борьбы с морозом и грунт под утеплителем все равно промерзнет, изотерма нулевых температур будет заметно притянута кверху, что позволит разместить неглубокий фундамент, не опасаясь сил морозного пучения. В любом случае, при утеплении грунта вокруг фундамента, силы морозного пучения будут либо ослаблены и не нанесут заметного урона, либо полностью ликвидированы. Пример, раньше на колхозных лугах оставляли стога сена (теперь по причине воровства и солому не оставляют), чтобы вывезти их зимой волоком. Когда трактор сдергивал стог, под ним оказывалась зеленая травка, т.е. грунт под этим естественным утеплением не промерзал или промерзал незначительно.
   Однако, не все так просто. Фундаменты возводятся из бетона, камня или кирпича. Все эти материалы обладают большой теплопроводностью, проникновение отрицательных температур в грунт может произойти не­осредственно через тело фундамента, т.е. неглубокий фундамент сам заморозит под собой грунт (рис. 22). Замораживание будет незначительным и маловероятным, все-таки перечисленные материалы обладают тепло-сопротивлением, но тем не менее, оно возможно. Полностью исключить возможность промерзания грунта под фундаментом можно дополнительным утеплением части фундамента, находящейся над поверхностью грунта(рис. 23).
   Утепление желательно делать современными утеплителями, обладающими низким коэффициентом теплопроводности, негорючими, долговечными, прочными и жесткими. Предпочтение нужно отдать плитным утеплителям, т.к. использование заливных утеплителей в условиях самодеятельного строительства будет проблематичным. Толщина утеплителя как для утепления фундамента (цоколя), так и для утепления грунта подби­рается по расчету. Расчет можно выполнить, руководствуясь СНиПом И-3-79 «Строительная теплотехника» (Стройиздат, 1998) и СНиПом 2.01.01-22 «Строительная климатология и геофизика» (Стройиздат, 1983).


       В качестве материала фундаментов применяются бетон, железобетон, бут, кирпич. Основными материалами для фундаментов являются железобетон и бетон, которые применяются при устройстве всех видов фун­даментов в различных инженерно-геологических условиях. Железобетонные фундаменты выполняются из бетона марки не ниже В15 с армированием горячекатаной арматурой из стали класса А-Ш. Каменная кладка фундаментов из кирпича, бута и пустотелых блоков предусматривается в конструкциях, работающих на сжа­тие, в основном для ленточных фундаментов. Бутобетон и бетон применяются наиболее часто при устройстве фундаментов в траншеях при их бетонировании в распор со стенками. В строительстве применяются бутовые, бутобетонные (в бетон втапливают бутовые камни в количестве 25 — 30 % объема кладки) и бетонные фундаменты с уступами или наклонными гранями.
   Довольно часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда для экономии строительных материалов прибегают к устройству искусственного основания — песчаных подушек. Хотелось бы предостеречь читателя, использование глубокой подстилающей песчаной подушки под подошвой фундамента предполагает ее механическое уплотнение. Толщина песчаной подушки подбирается по расчету.
   При устройстве подушки непучинистый материал отсыпается слоями толщиной не более 20 см и уплотняется катками или площадочными виб­раторами давлением не менее 1,6 т/м3 (1600 кг/м3). То есть для утрамбовки десятисантиметрового слоя песка нужно приложить силу 160 кг/м2. Механическое уплотнение песка предполагает придать этому грунту плот­ность близкую к природной. Помните, выше уже говорилось, что фундамент нужно ставить на грунты есте­ственного уплотнения, т.е. на материк? Уплотнение глубокой песчаной подсыпки должно быть произведено таким образом, чтобы за короткий срок достичь той плотности, которой природа достигала тысячелетия.
    Без анализа состояния грунтовых вод и предупреждающих мер песчаная подушка под подошвой фундамента может быть заилена миграцией воды. В результате слабопромерзающий и слабопучинистый песчаный грунт будет превращен в пучинистый.
   Самодеятельные строители совершают ошибку, уплотняя песок проливкой водой, или совсем не уплотняя. В результате вместо экономии средств получается фундамент с непредсказуемыми характеристиками. Проливка подготовки водой ведет к разжижению грунта основания и изменению его прочностных характеристик. Автор может привести сотню примеров, когда построенные на таких фундаментах дачи, бани, гаражи и пр. здания «трещат по всем швам». Если все же решитесь делать глубокую песчаную подсыпку без механического уплотнения, а с проливкой, то проливайте песок хотя бы цементным молоком.

 

Фундаменты мелкого заложения — проектирование, расчет.


Общее описание

Конструкции фундаментов мелкого заложения должны выбираться на основе технико-экономического анализа, с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, а также с учетом производственных возможностей и опыта строительной организации.

При проектировании фундаментов мелкого заложения учитываются требования заказчика, сформулированные в техническом задании и в строительных нормах и правилах.

Конструкции фундаментов должны характеризоваться минимальными затратами на производство, материалоемкости, трудоемкости, энергоемкости и технологичности производства.

Фундаменты мелкого заложения — фундаменты с отношением высоты к ширине подошвы не более 4. Эти фундаменты передают нагрузку от конструкций на грунты основания через подошву.

Фундаменты мелкого заложения возводятся или в открытых котлованах или в отдельных выемках.

В качестве материалов фундаментов применяется:

  • железобетон;
  • бетон;
  • бутобетон;
  • каменные материалы;

По форме эти фундаменты разделяются на следующие виды: отдельные, ленточные, сплошные и массивные.

Отдельные фундаменты

Отдельные фундаменты выполняют под отдельные опоры и колонны зданий и сооружений с каркасной конструктивной схемой. Под стены отдельные фундаменты устраивают только при наличии прочных грунтов, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений, т.к. отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения.

Отдельные фундаменты могут выполняться в монолитном или сборном варианте.

Фундаменты из бутовой кладки или бетона рассматриваются как жесткие. Они имеют наклонные боковые грани или уступы, расширяясь к подошве фундамента.

При устройстве отдельных фундаментов из железобетона (монолитные, сборные) они проектируются с учетом совместной работы конструкций здания и грунтов основания. Размеры сечений таких фундаментов, количество, площадь и класс арматуры проектируются с учетом требований предъявляемых к железобетонным конструкциям.

С целью оптимизации конструкций фундаментов по стоимости и трудоемкости разработаны различные типы отдельно стоящих фундаментов — буробетонные, щелевые, анкерные фундаменты и пр. .

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты как разновидность фундаментов мелкого заложения применяются для восприятия нагрузок от протяженных элементов конструкций зданий и передачи нагрузок на грунты основания. Ленточные фундаменты могут располагаться независимо друг от друга или взаимоувязаны в перекрестной системе. Перекрестные ленты, как правило, используют для восприятия нагрузок от колонн здания.

В случае расположения прочных грунтов в основании здания возможно устройство прерывистых ленточных фундаментов.

Для устройства сборных фундаментов используют железобетонные плиты (фундаментные подушки) и бетонные блоки.

При необходимости выравнивания осадок или в качестве антисейсмических мероприятий фундаменты усиливают железобетонными поясами расположенными поверх сборных железобетонных блоков.

Сплошные фундаменты

Эти фундаменты также, называют плитными. Их устраивают под всем зданием в виде монолитной железобетонной плиты. При необходимости плитные фундаменты подлежат рассечению системой деформационных швов.

Фундаментные плиты обеспечивают совместную работу надземной и подземной частей сооружения. Эти фундаменты способствуют снижению неравномерных осадок, являются практически водонепроницаемыми, обеспечивают высокую экономическую эффективность за счет технологичности устройства и относительно малых размеров сечений конструкций.

Возможно устройство плитных фундаментов коробчатого сечения, с целью снижения расхода материалов.

Сечения плитных фундаментов рассчитывают исходя из действия изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также с учетом продавливающих нагрузок (в зоне опирания колонн).                       

Массивные фундаменты

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под небольшие в плане сооружения (устои мостов, дымовые трубы, мачты и пр.).

Как правило эти фундаменты выполняют в железобетонном исполнении. Часто, для экономии материалов, при бетонировании, закладывают пустотообразователи. Возможно комбинированное решение с устройством анкеров — используется для восприятия значительных опрокидывающих нагрузок.

Расчет фундаментов мелкого заложения

Нагрузки и воздействия

Все расчеты фундаментов производятся на расчетные значения нагрузок. Нагрузки и воздействия определяются расчетом исходя из совместной работы сооружения и основания. Пример из практики описания и расчета нагрузок и воздействий на фундаменты.

Характеристики грунтов оснований

К основным характеристикам грунтов оснований используемых в расчетах относят прочностные и деформационные характеристики:

  • угол внутреннего трения;
  • удельное сцепление грунта;
  • предел прочности на одноосное сжатие скального грунта;
  • модуль деформации;
  • коэффициент поперечной деформации;

Также возможно использование других характеристик:

  • удельные силы пучения;
  • коэффициент жесткости основания и пр. .

Характеристики грунтов оснований определяются в процессе инженерно-геологических изысканий по результатам полевых и лабораторных испытаний грунтов.

Все расчеты производятся на расчетные значения прочностных и деформационных характеристик.

Подземные воды

В расчетах фундаментов мелкого заложения в обязательном порядке учитываются гидрогеологические условия площадки строительства:

  • сезонные и многолетние колебания уровня грунтовых вод;
  • изменения уровня грунтовых вод в силу техногенного воздействия;
  • значения высоты капиллярного подъема грунтовых вод;
  • агрессивное воздействие грунтовых вод по отношению к конструкциям фундаментов.

В процессе проектирования фундаментов также, производится оценка влияния строительства на гидрогеологические условия площадки.

Глубина заложения фундамента

От глубины заложения фундамента зависят многие факторы строительства сооружения — технология производства, экономическая эффективность строительства, величина осадок или подъема (в силу морозного пучения) фундаментов, долговечность конструкций и пр.

На глубину заложения фундамента в значительной мере влияют инженерно-геологические условия площадки, а именно прочность и сжимаемость грунтов.

При определении глубины заложения фундамента обычно придерживаются общих правил:

  • минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее 0.5м от спланированной поверхности территории;
  • врезка фундамента в несущий слой должна быть не менее 15см.;
  • подошва заложения по возможности, должна быть выше уровня грунтовых вод;
  • все фундаменты здания или сооружения по возможности, необходимо закладывать на одном типе грунта или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью.

Часто глубина заложения фундамента определяется по условию сезонного промерзания грунтов, которая зависит от типа, вида и разновидности грунта, и определяется в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания. Нормативная глубина сезонного промерзания приводится в нормативной документации и устанавливается по результатам многолетних наблюдений за фактическим промерзанием.

При определении глубины заложения фундаментов также, учитывают конструктивные особенности сооружения: наличие подвальных и цокольных этажей, наличие приямков под технологическое оборудование, глубину расположения подземных коммуникаций, глубину расположения фундаментов близстоящих зданий и сооружение и пр..

Фундаменты здания или сооружения, как правило, закладывают на одном уровне с фундаментами существующих строений. Если это требование не удается соблюсти в процессе проектирования, то необходимо разрабатывать дополнительные инженерно-технические мероприятия.

Подземные коммуникации должны быть (по возможности) расположены выше отметки заложения фундаментов. Это позволяет избежать увеличения давления на конструкции коммуникаций, опирания фундаментов на насыпной грунт траншей прокладки коммуникаций, замены и ослабления грунтов основания в случае необходимости замены подземных коммуникаций.

Часто при определеннии глубины заложения фундаментов приходиться учитывать другие требования участников строительства, например, возможность изменения объемно-планировочного решения подземной части здания в процессе его эксплуатации.

Проектирование фундамента мелкого заложения


В процессе разработки проекта фундамента мелкого заложения в том числе, приходится устанавливать форму фундамента.

Форма фундамента часто, определяется геометрической конфигурацией здания или сооружения (круглая, кольцевая, квадратная и пр.).

Предварительные размеры фундамента рассчитывают из условия при котором среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта. Где давление под подошвой является функцией действующих нагрузок на фундамент и площадью фундамента. Расчетное сопротивление грунта зависит от геометрических размеров фундамента, от механических характеристик грунтов основания и от глубины заложения фундамента.

Подобрав предварительно форму и размер фундамента выполняют расчет осадок фундаментов здания. Осадка основания фундамента не должна превышать предельных значений осадки указанных в нормативных документах.

При этом совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

  • осадкой или подъемом основания фундамента;
  • средней осадкой;
  • относительной разностью осадок;
  • креном фундамента;
  • относительным прогибом или выгибом;
  • кривизной изгибаемого участка;
  • относительным углом закручивания;
  • горизонтальным перемещением фундамента.

В расчете осадок фундаментов аналитическим методом, наиболее популярны метод послойного суммирования и метод эквивалентного слоя.

По методу послойного суммирования полную осадку основания определяют как сумму осадок отдельных слоев грунта, в пределах сжимаемой толщи.

Метод эквивалентного слоя учитывает такие составляющие как жесткость и форма фундамента, нормальные напряжения в толще линейно деформируемого грунта по основным направлениям.

Наиболее достоверные результаты расчетов напряжений и деформаций оснований и фундаментов получаются на основе численных решений конечно-элементных моделей, с учетом физической и геометрической нелинейности.

Накопленные и проанализированные данные в процессе проектирования, а также принятые технические решения отражаются в проекте фундамента.

< Проектирование фундаментов

 

Сейсмическая несущая способность мелкозаглубленных ленточных фундаментов вблизи откосов с использованием метода конечных элементов нижней границы

https://doi. org/10.1016/j.sandf.2019.08.014Получить права и содержание Мелкие ленточные фундаменты вблизи откосов были исследованы с использованием анализа нижней границы в сочетании с методом конечных элементов и методом линейного программирования. Сочетание наиболее вероятных режимов разрушения, включая неустойчивость откосов и предельную несущую способность, затрудняет решение проблемы с помощью традиционных приближенных методов, таких как предельное равновесие, связанные теоремы предельного анализа и методы линии скольжения, поскольку они основаны на предположениях. либо о кинематически допустимых механизмах разрушения, либо о статически допустимых полях напряжений.Была принята схема псевдостатического сейсмического нагружения при наличии как горизонтальных, так и вертикальных полей ускорений, а граница раздела грунт-основание предполагалась идеально шероховатой. Были проведены параметрические анализы для оценки наиболее эффективных факторов в виде безразмерных прочностных и геометрических параметров. Результаты текущего исследования оказались сравнимыми с результатами, опубликованными в литературе, и согласованность результатов подтвердила надежность расширенной формулировки нижней границы методом конечных элементов.Показано, что нормированное предельное давление резко снижается с увеличением коэффициентов ускорения землетрясений и увеличивается с увеличением параметров прочности грунта. Более того, пороговое расстояние, при котором влияние уклона уменьшается, оказалось функцией параметров прочности грунта и геометрии склона.

Ключевые слова

Ключевые слова

Сейсмические подшипнические мощности

Малая основа

Нижний связанный предел пределов

Метод конечных элементов

Метод конечных элементов

Псевдостатический подход

Линейный программирование

Рекомендуемая статьи на изделии (0)

© 2019 Производство и хостинг по Elsevier Б.V. от имени Японского геотехнического общества.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Экспериментальное и численное исследование сейсмического поведения мелководного ленточного фундамента вблизи песчаного склона

  • Аскари Ф., Фарзанех О. (2003) Верхнее решение для сейсмической несущей способности неглубоких фундаментов вблизи склонов.Геотехника 53(8):697–702

    Статья Google ученый

  • Castelli F, Motta E (2010) Несущая способность ленточных фундаментов вблизи откосов. Geotech Geol Eng 28(2):187–198

    Статья Google ученый

  • Ausilio E (2014) Сейсмическая несущая способность ленточных фундаментов, расположенных близко к гребню конструкций из геосинтетического армированного грунта. Geotech Geol Eng 32(4):885–899

    Статья Google ученый

  • Bowles JE (1996) Анализ и проектирование фундамента, 5-е изд. , Макгроу-Хилл, Нью-Йорк. https://www.amazon.com/Joseph-Bowles-Foundation-1995-09-16-Hardcover/dp/B0146V1T8U

  • Будху М., Аль-Карни А. (1993) Сейсмическая несущая способность грунтов. Геотехника 43(1):181–187

    Статья Google ученый

  • Чоудхури Д., Субба Рао К.С. (2006) Сейсмическая несущая способность неглубоких ленточных фундаментов, встроенных в склон. Int J Geomech 6 (3): 176–184. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2006)6:3(176)

    Статья Google ученый

  • Dormieux L, Pecker A (1995) Сейсмическая несущая способность фундаментов на несвязном грунте.J Geotech Eng 121(3):300–303

    Статья Google ученый

  • Кумар Дж., Кумар Н. (2003) Сейсмическая несущая способность грунтовых оснований на склонах с использованием предельного равновесия. Геотехника 53(3):363–369

    Статья Google ученый

  • Кумар Дж., Рао ВБКМ (2002) Коэффициенты сейсмической несущей способности фундаментов. Геотехника 52(2):79–88

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Кумар Дж., Рао ВБКМ (2003) Сейсмическая несущая способность фундаментов на склонах.Геотехника 53(3):347–361

    Статья Google ученый

  • Паолуччи Р., Пекер А. (1997) Сейсмическая несущая способность мелкозаглубленных ленточных фундаментов на сухих грунтах. Почвы Найдено 37(3):95–105

    Статья Google ученый

  • Ричардс Р., Элмс Д.Г., Будху М. (1993) Сейсмическая несущая способность и осадки фундаментов. J Geotech Eng 119(4):662–674

    Статья Google ученый

  • Сарма С.К., Йоссифелис ​​И.С. (1990) Коэффициенты сейсмической несущей способности ленточных фундаментов мелкого заложения. Геотехника 40(2):265–273

    Статья Google ученый

  • Савада Т., Номачи С.Г., Чен В.Ф. (1994) Сейсмическая несущая способность насыпного фундамента вблизи спуска по склону с помощью псевдостатического анализа.Почвы Найдено 34(1):11–17

    Статья Google ученый

  • Soubra AH (1997) Сейсмическая несущая способность мелкозаглубленных ленточных фундаментов в сейсмических условиях. Proc Inst Civ Eng Geotech Eng 125(4):230–241

    Статья Google ученый

  • Kumar J (2003) Nγ для чернового ленточного фундамента с использованием метода характеристик. Can Geotech J 40 (3): 669–674. https://doi.org/10.1139/T03-009

    Статья Google ученый

  • Morrison EE Jr, Ebeling RM (1995) Предельное равновесное вычисление динамического пассивного давления грунта. Can Geotech J 32:481–487

    Статья Google ученый

  • Ричардс Р., Элмс Д.Г., Будху М. (1990) Динамическое псевдоожижение почв.J Geotech Eng 116(5):740–759

    Статья Google ученый

  • Саран С. , Суд В.К., Ханда С.К. (1989) Несущая способность оснований, прилегающих к склонам. J Geotech Eng 115(4):553–573

    Статья Google ученый

  • Мейергоф Г.Г. (1957) Предельная несущая способность фундаментов на откосах. 4-я Международная конференция по механике грунтов и проектированию фундаментов, 3, 384–386.https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1719568. https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=f2cc306d-2bab-4592-9817-c9a4f6053b85

  • Meyerhof GG (1963) Некоторые недавние исследования несущей способности фундаментов. Can Geotech J 1(1):16–26

    Артикул Google ученый

  • Soubra AH (1999) Решения по верхней границе несущей способности фундаментов.J Geotech Geoenviron Eng 125(1):59–68

    Статья Google ученый

  • Весич А.С. (1973) Расчет предельных нагрузок мелкозаглубленных фундаментов. J Soil Mech Found Div 99(1):45–73

    Статья Google ученый

  • Zhu DY (2000) Наименьшие решения с верхней границей для коэффициента несущей способности Nγ.Почвы Найдено 40(1):123–129

    Статья Google ученый

  • Sharafi H, Shams Maleki Y (2014) кривые p-y inc-φ грунтов с учетом влияния свойств поверхности раздела свая-грунт. Электронный журнал геотехнической инженерии (EJGE), ISSN: 1089–3032; 19(Д), 955–970. http://www.ejge.com/2014/Ppr2014.085mar.pdfX

  • Шарафи Х., Шамс Малеки Ю. , Каримпур Фард М. (2016) Трехмерное конечно-разностное моделирование статического взаимодействия грунта и сваи для расчета кривых py на свайных откосах.Араб Дж. Геоски 9:5 (2016 г.). https://doi.org/10.1007/s12517-015-2051-9

  • Шарафи Х., Шамс Малеки Ю. (2020) Изучение сейсмического взаимодействия свай рядно-песчаный откос при одно-, двух- и трехосных нагрузках: численно- экспериментальный подход. Европейский журнал экологического и гражданского строительства. Тейлор и Фрэнсис. 24 (9), 1277–1301. СН-1964–8189. https://doi.org/10.1080/19648189.2018.1459323

  • Шарафи Х., Шамс Малеки Ю. (2019) Оценка боковых смещений песчаного откоса, укрепленного рядом плавающих свай: численно-экспериментальный подход.Soil Dyn Earthq Eng 122 (2019): 148–170. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.04.007

    Статья Google ученый

  • Шарафи Х., Шамс Малеки Ю. (2019) Оценка опасного воздействия землетрясений, близких к разломам, на земляные плотины с использованием численных методов EL и TNL (примеры: плотины Гешлаг Олея и Джамишан). Нат Хазардс 98: 451–484. https://doi.org/10.1007/s11069-019-03702-4

    Статья Google ученый

  • Wu G, Zhao H, Zhao M, Xiao Y (2020) Недренированная сейсмическая несущая способность ленточных фундаментов, лежащих на двухслойных склонах, Computers and Geotechnics 122 (2020): 103539.https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2020.103539

  • Zhang R, Xiao Y, Zhao M (2020) Jiang J (2020) Сейсмическая несущая способность ленточных фундаментов, расположенных рядом с грунтовыми откосами c-φ. Soil Dyn Earthq Eng 136:106221. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106221

    Статья Google ученый

  • Кешаварз А., Бейги М., Вали Р. (2019) Недренируемая сейсмическая несущая способность ленточного фундамента, уложенного на однородных и неоднородных грунтовых склонах, методом конечных элементов. Comput Geotech 113 (2019): 103094. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103094

    Статья Google ученый

  • Осилио Э., Зиммаро П. (2015) Сейсмический расчет на основе смещения неглубокого ленточного фундамента, расположенного у края скального откоса. Int J Rock Mech Min Sci 76 (2015): 68–77. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.02.010

    Статья Google ученый

  • Cascone E, Casablanca O (2016) Статическая и сейсмическая несущая способность неглубоких ленточных фундаментов.Soil Dyn Earthq Eng 84 (2016): 204–223. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2016.02.010

    Статья Google ученый

  • Чиничиоглу О., Эркли А. (2018) Сейсмическая несущая способность поверхностных фундаментов на наклонном связном грунте. Soil Dyn Earthq Eng 111 (2018): 53–64. https://doi. org/10.1016/j.soildyn.2018.04.027

    Статья Google ученый

  • Барриос Г., Ларкин Т., Чоу Н. (2020) Влияние неглубоких фундаментов на динамическую реакцию насыщенного песка при низком всестороннем давлении.Soil Dyn Earthq Eng 128 (2020): 105872. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.105872

    Статья Google ученый

  • Джохари А., Хоссейни С.М., Кешаварз А. (2017) Анализ надежности сейсмической несущей способности ленточного фундамента методом стохастических линий скольжения. Comput Geotech 91 (2017): 203–217. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2017.07.019

    Статья Google ученый

  • Джафарян Ю., Лашгари А. (2016) Упрощенная процедура для сопряженного сейсмического скользящего движения склонов с использованием критического ускорения на основе смещения. Int J Geomech 16 (4): 04015101. https://doi.org/10.1061/(asce)gm.1943-5622.0000578

    Статья Google ученый

  • Базиар М.Х., Резайпур Х., Джафарян Ю. (2012) Раздельное решение для сейсмического необратимого смещения земных откосов с использованием ускорения текучести, зависящего от деформации. J Earthq Eng 16 (7): 917–936. https://doi.org/10.1080/13632469.2012.689119

    Статья Google ученый

  • Лашгари А., Джафарян Й., Хаддад А. (2018) Прогнозная модель сейсмического скользящего смещения склонов на основе комбинированного подхода прерывистого скольжения-вращения.Англ Геол 244: 25–40. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.07.017

    Статья Google ученый

  • Лашгари А., Джафарян Ю., Хаддад А. (2020) Парная модель прерывистого скольжения-вращения для смещения склонов, вызванного землетрясением, в Иране. Soil Dyn Earthq Eng 135:106199. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106199

    Статья Google ученый

  • Типы мелкозаглубленных фундаментов | Strukts

    • муфты компрессионные,1,• муфты натяжные,1,1997 UBC,1,56 дней Испытание бетона,1,ADDICRETE,1,добавки,1,администрирование компьютерных сетей,1,добавки,1,Консультирует субподрядчиков,1, выравнивание валов,1,Расчет допустимого напряжения,1,Анкерные болты,1,Годовые расходы на амортизацию,1,утверждение чертежей,1,ASCE7,1,ASD,1,Помощь в количестве,1,Помощь руководителю проекта,1 ,Полномочия на делегирование,1,AutoCAD,2,AutoCAD на Etabs,1,упаковщик,1,стержни,1,стержни в связке,1,ОСНОВАНИЕ ИЗОЛИРОВАННОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ,1,основные плиты,1,стена подвала,1,Основной грунт свойства,1,базовая скорость ветра,1,Контрольный список балок,1,Несущая способность,1,дно конусной сваи,1,изогнутые стержни,1,Битоменная,1,Блоковая кладка,1,Недра,1,прорывной водосброс,1,BS 8007:1987,1,BS5400,1,BS6399,1,BS8007,1,BS8110-1997,1,строительные материалы,1,высота зданий,1,РАСЧЕТ ШИРИНЫ ТРЕЩИНЫ,1,даты Канарских островов,1,консольный фундамент, 1, Углеродный эквивалент, 1, Углеродный тест, 1, Заливка на месте, 1, Заливка анкеров, 1, Заливка бетонной сваи, 1, Причинно-следственная диаграмма, 1, Чай rs,1,Проверочные листы,1,Химические примеси,1,Желобный водослив,1,CIRIA,2,CIRIA Report 136,1,гражданское строительство,1,гражданские сооружения,1,угольная зола,1,кольца,1,нагрузка при столкновении ,1,колонны,3,колонны и стены,1,Комбинация комбинаций,1,комбинации в Etabs,1,Здоровье компании,1,Платформы Compliant Towers,1,испытание на сжатие,1,прочность на сжатие,1,бетон,4, Здания из бетонных блоков, 1, БЕТОН В ГОРЯЧУЮ ПОГОДУ, 1, БЕТОННЫЙ МОМЕНТ, 1, бетонная свая, 1, бетонный отбойный молоток, 1, усадка бетона, 1, испытание на осадку бетона, 1, бетонные стены, 1, строительство и напряжение, 1, строительные компании в Дубае, 1, строительные чертежи, 1, строительная промышленность, 1, строительные швы, 1, руководство по строительству, 1, непрерывное внешнее ограничение, 1, непрерывные плиты, 1, план контракта, обязанности QA / QC, 1, контракты Менеджер,1,система охлаждающих труб,1,Угловая арматура,1,Стоимость плюс вознаграждение,1,Компенсация затрат,1,СОЕДИНЕННАЯ СТЕНА СДВИГА,1,Соединители,1,муфты в колоннах,1,CP3,1,ШИРИНА ТРЕЩИНЫ ,1,Ползучесть,1,ОТВЕРЖДЕНИЕ,1,повседневный ход работы,1,D Нагрузка и собственный вес, 1, Палуба, 1, Прогиб, 1, Обсуждение прогиба, 1, Прогиб в предварительно напряженных, 1, деформированных стержнях, 1, Снос, 1, Требования к проекту, 1, проектирование высотного здания, 1, Проекты проекты,1,детальный обзор,1,детализация и реализация,1,Длина разработки,1,разные коды в одной структуре,1,Дифференциальное упругое укорочение,1,размеры,1,ПРЯМОЕ НАТЯЖЕНИЕ,1,Обязанности чертежника,1,чертежи и технические характеристики, 1, Ограничения по сносу, 1, Опускные балки, 1, Пылевые нагрузки, 1, Пыль на крыше, 1, Динамическая головка сваи, 1, Динамическое давление ветра, 1, Ранняя ширина трещины, 1, Цемент ранней прочности, 1, Земля давление, 1, землетрясение, 1, землетрясения, 1, клей-герметик EBT, 1, эластичное укорочение, 1, электрическое и ручное, 1, требования к лифту, 1, лифты, 1, кожух труб, 1, соединение торцевой пластины, 1 , Рассеиватель энергии, 1, технический проект, 1, Экологические процедуры, 1, эпоксидный компаунд, 1, Эпоксидный раствор, 1, записи о производительности оборудования, 1, Модель без ошибок и предупреждений, 1, Ошибки в Etabs, 1, создание конструкции, 1, оценка F низкий Стандарт,1,Этабс,2,Этабс Дизайн,1,ЭТАБС для РОБОТА,1,выемка грунта,1,Откосы выемки грунта,1,наружные бетонные поверхности,1,Отделка опалубки,1,Пожар,1,Твердая фиксированная цена ,1,Фиксированные платформы,1,Поощрительный взнос с фиксированной ценой,1,Фиксированная цена с экономичностью,1,Гибкие соединения,1,Гибкие трубы,1,полы,1,Схемы технологического процесса,1,Зольный унос,1,Анализ фундамента,1 , Фундаменты, 1, обрамленные проемы, 1, водосброс свободного падения, 1, FRP, 1, преимущества FRP, 1, недостатки FRP, 1, технология FRP, 1, полноразмерный стержень, 1, общие примечания, 1, датчик геофона, 1, Hammer Schmidt Type, 1, HDP, 1, Процедуры по охране труда и технике безопасности, 1, Высокопрочный портландцемент, 1, Высококачественные добавки, 1, Высокий рост / башня, 1, Высокоэффективный, 1, Гистограммы, 1, на крючке стержни, 1, горизонтальная сталь, 1, комфорт человека, 1, гидравлика, 1, гидравлический прыжок, 1, гидравлическое сопротивление, 1, гидротехнические туннели, 1, IBC / ASCE, 1, немедленная реакция, 1, важность пластификаторов, 1 ,Импорт,1,IMS,1,Проверочный список,6,КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА,1,межэтажный дрейф,1,процентные платежи,1,обязанности ИТ-инженера, 1, подъемные платформы, 1, домкратные системы, 1, японский код для эскалаторов, 1, кикер, 1, самая большая искусственная машина, 1, самая большая искусственная машина на земле, 1, самая большая нефтяная платформа, 1, боковая усилия,1,боковые нагрузки,1,LFD,1,подъемные крюки,1,Расчет коэффициента нагрузки,1,несущие элементы,1,несущая стена,1,Нагрузка,1,Нагрузки и сопротивления,1,LRFD,1 ,Ведение базы данных контрактов,1,Поддерживает тщательный контроль,1,стоимость обслуживания,1,дает рекомендации,1,управляет,1,производитель,1,производственный процесс,1,Максимально допустимые уклоны,1,максимальный прогиб,1,максимальная разница, 1,максимальное давление,1,максимальное армирование,1,максимальная температура,1,Механические муфты,1,Механические повреждения,1,мембранные перекрытия,1,Металлические втулки обжаты,1,Метод диссипации,1,МЕТОД ИСПЫТАНИЙ,1, Описание метода,2,Минеральные добавки,1,минимизация просачивания,1,минимизация затрат,1,минимальный момент эксцентриситета,1,Минимальное армирование,1,замешивание бетона,1,моделирование в Etabs,1,Контроль производительности,1,ежемесячно счет-фактура, 1, Ежемесячный отчет по технике безопасности, 1, многоэтажный дом gs,1,многоэтажные здания,1,собственная частота,1,необходимость тоннельной облицовки,1,новые структурные системы,1,ЭиТО,1,здания из бетонных блоков,1,офисные здания,1,офисные высотные здания,1,оффшорные платформы, 1, нефтяная платформа, 1, нефтяные вышки, 1, на балках из нагруженной плиты может быть достигнута путем определения плиты как мембраны, 1, арматуры отверстия, 1, обычного портландцемента, 2, других стержней, 1, перекрытия, 1, места перекрытия, 1, наблюдение и проверка, 1, вес пальм, 1, параллельные резьбы, 1, парапет, 1, резервное копирование данных, 1, облигации производительности, 1, выполнение проекта, 1, физические свойства, 1, Динамическое испытание сваи,1,Подготовка головки сваи,1,Испытание целостности сваи,1,Разрыв ствола сваи,1,Пиндос,1,Классификация труб,1,УСТАНОВКА,1,Установка стрелы,1,Планирование и определение приоритетов работ,1,Планирование Инженер, 1, установки и оборудование, 1, инженер по установкам и оборудованию, 1, штукатурка стен, 1, типы платформ, 1, пневматические, 1, заливка цементным раствором после натяжения, 1, полоса заливки, 1, сборная панель, 1, ежемесячная подготовка отчет,1,Номинальные значения давления,1,Предварительно напряженный бетон,1,Предотвращение подъема,1,pr начальное сопротивление нагрузке,1,процедура крепления,1,координатор проекта,1,назначение руководителя проекта,1,график проекта,1,соответствие проекта,1,предоставляет техническую экспертизу,1,предварительная сумма,1,плиты PT,2,насос ,1,ПВХ,1,QA,1,QA/QC Engineer,1,QC,1,Quality,1,плотные фундаменты,1,Контрольный список проверки плотной плиты,1,реакция инженера,1,отбойный молоток,1, рекомендуемые тесты,1,зарегистрированный опыт,1,железобетонные колонны,1,армирование,1,армирование проемов,1,арматурные стержни,2,арматурная сталь,1,жилые высотные здания,1,СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЮ СИСТЕМ,1,удержание Контрольный список проверки стен, 1, подпорные стены, 1, замедлитель, 1, просмотр контрактных документов, 1, просмотр контрактов, 1, просмотр истекающих контрактов, 1, просмотр несчастных случаев, 1, просмотр проектов контрактов, 1, просмотр рабочих чертежей, 1, обзоров условия,1,Зола рисовой шелухи,1,жесткий фундамент,1,Жесткие трубы,1,Дорожные укладчики,1,Робот Millennium,1,Роли и обязанности,8,Роликовое ковш,1,Приблизительный порядок величины,1 ,Практические правила,1,седельные балки,1,Safe 14,1,S afety Manager,1,образец письма,3,песок,1,SAP2000,1,Молот Шмидта,1,Сейсморазведка,1,Принцип проектирования сейсмостойкости,1,Сейсмическая сила,1,СЕЙСМОСТОЙКИЕ СИСТЕМЫ,1,коэффициент сейсмической зоны,1, Полуструктурная сварка, 1, полупогружные платформы, 1, старший архитектор, 1, старший инженер по контрактам, 1, последовательная загрузка, 1, установка рабочей программы, 1, семь основных инструментов качества, 1, неглубокий фундамент, 1, оболочка, 1, Платформы корабельных буровых установок, 1, Укорачивание колонн, 1, Усадка, 1, Усадка и температура, 1, Водослив бокового канала, 1, просто поддерживается, 1, Обязанности инженера на площадке, 1, Объекты на площадке, 1, СК Гош ,1,трамплин,1,назначение плиты,1,плиты,2,контрольный список плит,1,стропы,1,опалубка,1,опалубка,1,конструкция опалубки,1,опалубка, 1, гладкая отделка, 1, потолочные плиты, 1, классификация грунта, 1, системы наклона грунта, 1, скорость возведения, 1, усилие пружины, 1, болты стандартного размера, 1, статическая нагрузка, 1, множитель статической нагрузки, 1 , стальная балка, 1, стальные колонны, 1, количество стали, 1, напряжение в стали, 1, жесткость, 1, жесткость и сопротивление, 1, успокоительный бассейн, 1, ремень f Укладка, 1, Прочность и устойчивость, 1, Напряжения на почву в etabs, 1, Последовательность напряжений, 1, Ударная опалубка, 2, Ленточный фундамент, 1, Прочная колонна, 1, Процесс строительства, 1, Таблица проектирования конструкций, 1, Конструктивные детали, 1, инженеры-строители, 1, структурные положения, 1, трубы конструкционного назначения, 1, таблицы структур, 1, договор субподряда, 1, суперпластификаторы, 2, поверхностно-активные вещества, 1, сварка прихватками, 1, высотное здание, 1 , высотные здания, 1, коническая резьба, 1, точность испытаний Tdr, 1, инженер-техник, 1, технические документы, 1, испытательный молоток, 1, испытание на сваях, 1, образцы для испытаний, 1, ИСПЫТАНИЯ, 1, термические Расширение,1,резьбовые стержни с гайками,1,время завершения,1,Верхние стержни,1,испытание на кручение,1,Общее укорачивание,1,башенные краны,1,Установка башенных кранов,1,Преобразование чертежей AUTOCAD,1 ,желобовой водосброс,1,Trump Tower,1,Тоннель,1,обделка тоннеля,1,тип бетона,1,Типы договоров,1,типы фундамента,1,Типы мелкозаглубленного фундамента,1,Типы водосливов,1 ,Виды гидроизоляции,1,Ultra Ever Dry,1,Равномерная нагрузка Safe 14,1,равномерная толщина, 1, Подъемная сила, 1, Испытание на боковую нагрузку, 1, Сопротивление вертикальной нагрузке, 1, Пустотные двухосные плиты, 1, Проемы в стенах, 1, Стены, 2, Предупреждение, 1, Отверждение водой, 1, Слабая балка Концепция,1,Клиновые стопорные втулки,1,недельная и месячная программа,1,еженедельный и месячный отчет,1,Сварка арматуры,1,Технологии сварки,1,Чему нас никогда не учили преподаватели,1,Ветровые и сейсмические воздействия,1,Ветер нагрузки,1,Имитация ветра,1,СТЕНКА ДРЕВЕСИНЫ,1,обрабатываемость,2,Ремонт мастерской,1,

    Каковы основные компоненты мелкозаглубленного фундамента? – Рампфестудсон.

    ком

    Каковы основные компоненты мелкозаглубленного фундамента?

    Содержимое

    • 1.1 Фундамент стены.
    • 1.2 Изолированное основание.
    • 1.3 Комбинированный фундамент.
    • 1.4 Ленточное основание.
    • 1,5 Матовая основа.

    Как рассчитать мелкозаглубленный фундамент?

    Минимальную глубину мелкозаглубленного фундамента для грунта можно рассчитать по следующей формуле, предложенной Рэнкином. Это называется формулой Ренкина…Полезные моменты.

    Тип почвы Угол естественного откоса (в градусах) Удельный вес (в кН/м3)
    Влажный песок 30 – 35 18,4
    Влажный песок 15 – 25 19,2
    Сухой и уплотненный песок 35 19,2

    Каковы цели мелкозаглубленного фундамента?

    Целью мелкозаглубленного фундамента является распределение нагрузки на конструкцию по широкой горизонтальной площади на небольшой глубине ниже уровня земли. Неглубокие фундаменты могут подходить или не подходить для высотных зданий. Это будет зависеть от высоты здания и типа грунта.

    Что понимается под мелкозаглубленным фундаментом?

    Неглубокий фундамент (согласно определению B1/VM4) — это фундамент, в котором глубина от поверхности земли до нижней части фундамента менее чем в пять раз превышает ширину фундамента. Все остальные фундаменты считаются глубокими фундаментами.

    Какая минимальная глубина для мелкозаглубленного фундамента?

    Минимальная глубина мелкозаглубленного фундамента 800мм, максимальная глубина 3м.Фундаменты мелкого заложения используются в местах с хорошим состоянием почвы и могут легко выдерживать вес надстройки. В глубоком фундаменте глубина фундамента будет больше его ширины.

    Что такое несущая способность грунта?

    В двух словах, несущая способность — это способность почвы выдерживать нагрузки, которые воздействуют на верхний слой земли. Это зависит в первую очередь от типа грунта, его прочности на сдвиг и плотности. Это также зависит от глубины заделки груза – чем глубже он заложен, тем больше несущая способность.

    Какова минимальная несущая способность грунта?

    Значения безопасной несущей способности различных грунтов

    Серийный номер Тип почвы Безопасная несущая способность (кН/м2)
    Связные грунты
    1. Мягкий сланец, твердая или жесткая глина в глубоком пласте, в сухом состоянии 440
    2. Средняя глина легко вдавливается ногтем большого пальца 245
    3. Смесь влажной глины и песчаной глины, которую можно вдавить большим пальцем 150

    Что такое ленточный фундамент?

    Фундамент стены или ленточный фундамент представляет собой непрерывную полосу бетона, которая служит для распределения веса несущей стены по площади грунта. Является составной частью мелкозаглубленного фундамента.

    Какой тип грунта лучше всего подходит для фундамента?

    Суглинок
    Суглинок является лучшим типом почвы для строительства благодаря идеальному сочетанию ила, песка и глины.Он сочетает в себе лучшее из всех их качеств в идеальном балансе для поддержки фундамента. Суглинок обычно не сдвигается, не расширяется и не сжимается и очень хорошо переносит присутствие воды.

    Какие бывают мелкозаглубленные фундаменты?

    Различают следующие типы мелкозаглубленного фундамента: Ленточный фундамент Рассеянный или изолированный фундамент Комбинированный фундамент Ленточный или консольный фундамент Матовый или плотный фундамент

    Что такое система мелкозаглубленного фундамента?

    Фундамент мелкозаглубленного типа — это тип фундамента здания, который передает строительные нагрузки на землю очень близко к поверхности, а не на подповерхностный слой или диапазон глубин, как это делает фундамент глубокого заложения.Мелкозернистые фундаменты включают в себя фундаменты с широким фундаментом, фундаменты из матовых плит, фундаменты из плит на уровне земли, фундаменты на подушках, фундаменты из траншей из щебня и фундаменты из мешков с землей.

    Что такое мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза?

    Мелкозаглубленный фундамент с защитой от мороза (или FPSF) предназначен для защиты бетона от повреждений, связанных с морозом. Строительство FPSF является доступной альтернативой строительству Т-образного фундамента с глубокими широкими основаниями. В мелкозаглубленном фундаменте с защитой от замерзания используется изоляция из полистирола для защиты бетона от замерзания.

    Какие бывают типы ленточного фундамента?

    Различные типы мелкозаглубленных фундаментов. Различают следующие типы мелкозаглубленного фундамента: Ленточный фундамент. Распространенный или изолированный фундамент. Комбинированный фундамент Ленточный или консольный фундамент.

    Псевдодинамический анализ несущей способности мелкозаглубленного ленточного фундамента с использованием метода расширенной оптимизации «Алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов» с численной проверкой

    Анализ мелкозаглубленных фундаментов, подвергающихся сейсмическим нагрузкам, является важной областью исследований для инженеров-строителей. В данной статье представлено решение верхней оценки несущей способности мелкозаглубленного ленточного фундамента с учетом сложных механизмов разрушения с помощью псевдодинамического подхода. Для решения этой проблемы был использован недавно разработанный алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов (HSOS). В методе HSOS возможности исследования SQI и потенциал эксплуатации SOS были объединены для повышения надежности алгоритма. Эта комбинация может улучшить поисковые возможности алгоритма для достижения глобального оптимума.Численный анализ также проводится с использованием динамических модулей PLAXIS-8.6v для проверки этого аналитического решения. Результаты, полученные в результате настоящего анализа с использованием HSOS, тщательно сравниваются с имеющейся литературой, а также с другими методами оптимизации. Обсуждается значение настоящей методики для анализа несущей способности и обосновывается приемлемость метода HSOS для решения такого рода инженерных задач.

    1. Введение

    Вопрос несущей способности является одним из важных аспектов инженерно-геологических задач. Нагрузки от зданий передаются на фундамент колоннами или несущими стенами сооружений. Многие исследователи, такие как Prandtl [1], Terzaghi [2], Meyerhof [3, 4], Vesic [5, 6] и многие другие, исследовали механизмы несущей способности фундамента в условиях статической нагрузки. Из-за сейсмической нагрузки фундаменты могут испытывать снижение несущей способности и увеличение осадки. Необходимо учитывать два источника нагрузки: начальную нагрузку из-за боковых сил, воздействующих на надстройку, и кинематической нагрузки из-за движений грунта, возникающих во время землетрясения.Пионерские работы по определению сейсмической несущей способности ленточных фундаментов мелкого заложения были выполнены Будху и Аль-Карни [7], Дормьё и Пекером [8], Соуброй [9–11], Ричардсом и др. [12], Чоудхури и Субха Рао [13], Кумар и Гош [14] и многие другие, использующие псевдостатический подход с помощью различных методов решения, таких как метод срезов, предельное равновесие, метод характеристик напряжения и предел верхней границы. анализ. Помимо этих аналитических исследователей, Shafiee и Jahanandish [15] и Chakraborty и Kumar [16] использовали метод конечных элементов для оценки сейсмической несущей способности ленточных фундаментов на почве с использованием PLAXIS-2D с учетом псевдостатического подхода.Поскольку в псевдостатическом методе динамическая нагрузка, вызванная землетрясением, рассматривается как независимая от времени, что в конечном итоге предполагает, что величина и фаза ускорения однородны по всему слою грунта, псевдодинамический анализ развивается там, где учитываются эффекты как сдвига, так и первичного воздействия. волны рассматриваются вместе с периодом бокового сотрясения. Ghosh [17] и Saha и Ghosh [18] оценили псевдодинамическую несущую способность, используя метод предельного анализа и метод предельного равновесия, соответственно, с учетом линейной поверхности разрушения.В более ранних анализах сопротивление единицы веса, надбавки и сцепления рассматривались отдельно. Следовательно, если решение было выполнено для мелкого ленточного фундамента, опирающегося на грунт c-Φ , будет три отдельных коэффициента: один для единицы веса, другой для надбавки и третий для сцепления. Но в практической ситуации будет единый механизм отказа для одновременного сопротивления удельного веса, надбавки и сцепления. Таким образом, делается попытка представить единый коэффициент сейсмической несущей способности для одновременного сопротивления удельного веса, надбавки и сцепления.Здесь, в этой статье, псевдодинамическая несущая способность мелкого ленточного фундамента с учетом сложного механизма разрушения, опирающегося на грунт c-Φ , решается с использованием метода анализа верхней границы. Относительная простота решения геометрически сложной многомерной задачи делает предельный анализ привлекательным в качестве альтернативы числовым кодам. Кинематический метод предельного анализа основан на построении поля скоростей, допустимого для идеально-жесткого пластического материала, подчиняющегося правилу ассоциативного течения.

    В настоящее время природные алгоритмы глобальной оптимизации, такие как генетические алгоритмы (ГА), алгоритм оптимизации роя частиц (PSO) и многие другие алгоритмы, успешно применяются для решения различных задач оптимизации научных и инженерных комплексов, особенно задач гражданского строительства, таких как устойчивости откосов [19, 20, 21–28], подпорных стенок [29–31] и конструкции [32]. Ченг и Прайого [33] представили новый метод оптимизации, основанный на природе, называемый алгоритмом поиска симбиотических организмов (SOS).Этот метод основан на интерактивных отношениях между организмами в экосистеме. Он не имеет параметров управления, зависящих от алгоритма. Алгоритм SOS успешно применяется для решения различных задач инженерной оптимизации [34–38]. Недавно Нама и соавт. [39] предложили гибридный алгоритм, называемый алгоритмом поиска гибридных симбиотических организмов (HSOS), который представляет собой комбинацию алгоритма SOS и метода простой квадратичной интерполяции [40]. Здесь, в этой статье, алгоритм HSOS используется для оптимизации псевдодинамической несущей способности мелкозаглубленного ленточного фундамента с учетом метода анализа верхней границы.Математически проблема может быть представлена ​​как нелинейная задача жесткой оптимизации, которая может быть решена с помощью алгоритма HSOS, который оказывается более удовлетворительным оптимальным решением и может быть использован для проектирования мелкого ленточного фундамента. В алгоритме HSOS в качестве переменных поиска рассматриваются угол поверхности разрушения ( α , β ) и t / T . Таким образом, его можно применять для получения оптимальных решений в различных областях науки и техники.Численный анализ также проводится с использованием динамического модуля программного обеспечения PLAXIS-8.6v для проверки этого аналитического решения. Результаты представлены в табличной форме, включая сравнение с другими доступными анализами. Влияние широкого диапазона изменения параметров, таких как угол трения грунта ( Φ ), коэффициент сцепления (2 c / γB 0 ), коэффициент глубины ( D f B / 0 ), и горизонтальные и вертикальные сейсмические ускорения ( K H , K ) О нормализованном коэффициенте восстановления ( N Γe / N γs ) были изучены .

    Таким образом, основные вклады этой статьи резюмируются следующим образом: (i) Оценка коэффициента псевдодинамической несущей способности мелкого ленточного фундамента, опирающегося на грунт c-Φ , с учетом композитной поверхности разрушения с использованием метода анализа верхней границы. (ii) Здесь представлен единый коэффициент псевдодинамической несущей способности, учитывающий одновременное сопротивление удельного веса, надбавки и сцепления. (iii) Недавний гибридный алгоритм оптимизации (называемый HSOS) используется для решения задачи оптимизации псевдодинамической несущей способности.(iv) Программное обеспечение PLAXIS-8.6v используется для численного решения этой вышеупомянутой задачи для проверки аналитической постановки. (v) Полученные результаты сравниваются с другими результатами, доступными в литературе, и результатами, полученными другими методами. -современные алгоритмы.

    Оставшаяся часть документа организована следующим образом: В разделе 2 обсуждается формулировка реальной инженерно-геологической задачи оптимизации землетрясений, такой как псевдодинамическая несущая способность мелкозаглубленного фундамента.Обзор алгоритма оптимизации HSOS представлен в разделе 3. В разделе 4 представлены результаты, полученные с помощью алгоритма HSOS, чтобы показать эффективность и точность этого гибридного алгоритма для решения этой задачи инженерной оптимизации. Численный анализ мелкозаглубленного ленточного фундамента с использованием динамического модуля программного обеспечения PLAXIS-8.6v и проверка аналитической формулировки обсуждаются в разделе 5, и, наконец, в разделе 6 представлены выводы и краткое изложение результатов работы.

    2. Формулировка псевдодинамического коэффициента несущей способности
    2.1. Рассмотрение модели

    . Рассмотрим мелкозаглубленный ленточный фундамент шириной ( B 0 ), залегающий ниже поверхности земли на глубине D f , над которым действует нагрузка ( P ) колонны. действует. Однородный грунт с эффективной удельной массой γ имеет характеристику Мора–Кулона c-Φ и может рассматриваться как твердопластическое тело.Для мелкого фонда ( D F B B 0 ), вскрытое давление идеализировано в качестве загрузки ( q = γd F ), который действует по длине до н. э. . Классическое двумерное поле линии скольжения, полученное Прандтлем [1], представляет собой традиционный механизм разрушения, который имеет три области, такие как активная зона, пассивная зона и логарифмическая радиально-веерная переходная зона. В этом составном механизме разрушения предполагается, что половина разрушения происходит вдоль поверхности AEDC, которая состоит из треугольной упругой зоны ABE, треугольной пассивной зоны Ренкина BDC и зоны радиального сдвига логарифмической спирали BDE между ними, показанной на рисунке 1. а) [41].Это составной механизм, определяемый угловыми параметрами α и β , в котором логарифмическая поверхность скольжения ED касается линий AE и DC в точках E и D соответственно. На рисунках 2 и 3 показаны подробные диаграммы свободного тела упругой зоны ABE и составной пассивной зоны Ренкина и зоны логарифмически-спирального сдвига BEDC соответственно.



    2.2. Механизм обрушения

    При обрушении предполагается, что основание и подстилающая зона ABE движутся синхронно друг с другом с одинаковой абсолютной скоростью V 1 , образуя угол Φ с линией разрыва AE, чтобы представить условие нормальности для ассоциированного кулоновского материала правила течения. Следовательно, нет рассеяния энергии вдоль границы раздела грунт-конструкция. Тогда как зона радиального логарифмического расслоения BED ограничена логарифмической кривой ED. Уравнение для кривой в полярных координатах ( r , θ ) имеет вид . Центр этой бревенчатой ​​спирали ED находится в точке B, а радиус r 0 – это длина линии BE, где и ширина подошвы . Обратите внимание, что в этом механизме мы предположили, что линия AE является касательной к логарифмической кривой в точке E; следовательно, разрыва скорости вдоль BE нет.Зону радиального сдвига BED можно рассматривать как состоящую из последовательности жестких треугольников, как в исследованиях Чена с использованием симметричных механизмов Хилла и Прандтля. Все маленькие треугольники движутся как твердые тела в направлениях, составляющих угол Φ с линией разрыва ED. Скорость каждого малого треугольника определяется условием, что относительная скорость между соприкасающимися треугольниками имеет направление, составляющее угол Φ с поверхностью контакта. Было показано, что скорость V каждого треугольника равна . Предполагается, что логарифмическая кривая ED касается линии DE в точке D; следовательно, разрыва скорости вдоль линии BD нет. Наконец, треугольный клин BCD предполагается жестким, движущимся со скоростью . Поэтому определяемые таким образом скорости составляют кинематически допустимое поле скоростей. Годограф скорости этого сложного механизма отказа показан на рисунке 1 (б). Установив поле скоростей кинематически допустимого механизма разрушения, рассчитывают добавочную внешнюю работу и добавочную диссипацию внутренней энергии по методике, указанной в [42].

    2.3. Анализ несущей способности
    2.3.1. Эластичный клин

    Вес клина ABE, где .

    Если основание клина подвергается гармоническим горизонтальным и вертикальным сейсмическим ускорениям с амплитудой и , соответственно, ускорение на любой глубине z и времени t ниже верхней поверхности поверхности может быть выражено как

    Масса тонкого элемента упругого клина на глубине z равна

    Суммарные горизонтальные и вертикальные силы инерции, действующие в пределах упругой зоны, могут быть выражены следующим образом:

    2.
    3.2. Пассивная зона Ренкина

    Масса клина BCD,

    Масса тонкого элемента упругого клина на глубине z 1 равна

    Ускорение на любой глубине z 1 t и время , ниже верхней части поверхности, может быть выражена как

    Полная горизонтальная и вертикальная сила инерции, действующая в пассивной зоне Ренкина, может быть выражена следующим образом:

    2.3.3. Зона сдвига бревенчатой ​​спирали

    Вес зоны сдвига бревенчатой ​​спирали BDE,

    Зона бревенчатой ​​спирали BDE разделена на « n » количество слоев, которое составляет угол центра бревенчатой ​​спирали β на « n ” количество углов, то есть как показано на рисунке 4.


    Масса полосы на и -м срезах лог-спиральной зоны БДЭ, где .

    Ускорение на любой глубине z i и времени t любого i -го участка бревенчато-спиральной зоны сдвига ниже кровли поверхности можно выразить как

    Суммарное горизонтальную и вертикальную силы инерции, действующие в пределах этого и -го среза, можно выразить следующим образом:

    Теперь суммарная горизонтальная и вертикальная сила инерции, действующая на зону сдвига бревенчатой ​​спирали, выражается как

    Дополнительные наружные работы, связанные с фундаментом нагрузка P , дополнительная нагрузка q , вес грунтовых клиньев ABE, BCD и BDE и соответствующие им силы инерции равны

    Инкрементальная диссипация внутренней энергии вдоль разрывов скоростей AE и CD и радиальной линии DE равна

    Приравнивая работу, затрачиваемую внешними нагрузками, к рассеиваемой внутри мощности для кинематически допустимого поля скоростей, можно получить выражение псевдодинамического u Предельная несущая способность мелкозаглубленного ленточного фундамента. Классическое уравнение предельной несущей способности мелкозаглубленного ленточного фундамента,

    После решения приведенных выше уравнений упрощенная форма коэффициентов несущей способности выглядит следующим образом:

    Сделана попытка представить «единый коэффициент сейсмической несущей способности» для удельный вес, надбавка и сцепление, как и в практической ситуации, будет единый механизм разрушения для одновременного сопротивления удельного веса, надбавки и сцепления. Итак, получаем

    После упрощения уравнений выражение N приведено ниже.

    Здесь N – единичный псевдодинамический коэффициент несущей способности ленточного фундамента мелкого заложения в условиях сейсмической нагрузки. В этой формулировке целевая функция псевдодинамической несущей способности коэффициент зависит от этих φ , C , α , β , T / T , K H , K , H / λ и H / η . Для конкретного грунта и сейсмических условий все остальные члены являются постоянными, кроме α , β и t / T . Итак, оптимизация коэффициента псевдодинамической несущей способности производится по α , β и t / T с использованием алгоритма HSOS. Преимущество этого алгоритма HSOS состоит в том, что он может улучшить возможности поиска алгоритма для достижения глобальной оптимизации. Здесь оптимальное значение N представлено как N γe .Теперь, псевдодинамическая предельная несущая способность,

    3. Алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов

    Алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов (HSOS) представляет собой недавно разработанный гибридный алгоритм оптимизации, который используется для решения этой псевдодинамической несущей способности малозаметного ленточного фундамента с минимальной оптимизацией. проблема.

    3.1. Алгоритм поиска симбиозных организмов

    Алгоритм поиска симбиозных организмов (SOS) представляет собой итеративный алгоритм глобальной оптимизации на основе популяции для решения задач глобальной оптимизации, предложенный Ченгом и Прайого [33]. Этот алгоритм основан на базовой концепции симбиотических отношений между организмами в природе (экосистеме). В экосистеме происходят три типа симбиотических отношений. Это отношения мутуализма, отношения комменсализма и отношения паразитизма. Отношения мутуализма описывают отношения, при которых оба организма получают выгоду от взаимодействия. Отношения комменсализма — это симбиотические отношения между двумя разными организмами, при которых один организм получает выгоду, а другой не подвергается существенному воздействию.В отношениях симбиотического паразитизма один организм получает пользу, а другой страдает, но не всегда погибает. На основе концепции трех отношений выполняется алгоритм SOS. В алгоритме SOS группа организмов в экосистеме рассматривается как размер популяции решения. Каждый организм аналогичен одному вектору решения, и значение приспособленности каждого организма представляет собой степень адаптации к желаемой цели. Изначально набор организмов в экосистеме генерируется случайным образом в пределах области поиска. Новое решение-кандидат генерируется посредством биологического взаимодействия между двумя организмами в экосистеме, которая содержит фазы мутуализма, комменсализма и паразитизма, и процесс взаимодействия продолжается до тех пор, пока не будет выполнен критерий завершения. Подробное описание алгоритма SOS можно увидеть в [33].

    3.2. Метод простой квадратичной интерполяции (SQI)

    В этом разделе обсуждается трехточечная квадратичная интерполяция. С учетом двух организмов и , где и из экосистемы, организм обновляется в соответствии с трехточечной квадратичной интерполяцией [40].Трехточечная приблизительная минимальная точка для организма определяется по следующей формуле: где м  = 1, 2, 3, …, D .

    SQI предназначен для расширения всех поисковых возможностей алгоритма. Вот, F I

    0, F
    j , и F K K K K K — это фитнес-значений I -й, j -й и K -й организмы , соответственно.

    3.3. Алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов

    При разработке эвристического алгоритма глобальной оптимизации важную роль играет баланс возможностей исследования и эксплуатации [43], где «Исследование — это процесс посещения совершенно новых областей пространства поиска, в то время как эксплуатация — это процесс посещения тех областей поискового пространства в окрестности ранее посещенных точек» [43]. Как обсуждалось выше, метод SQI можно использовать для лучшего исследования при выполнении процесса оптимизации.С другой стороны, Ченг и Прайога [33] подробно обсудили лучшие возможности использования SOS для глобальной оптимизации. Чтобы сбалансировать исследовательские возможности SQI и эксплуатационный потенциал SOS, был предложен алгоритм поиска гибридных симбиозных организмов (HSOS). Этот гибридный метод может повысить надежность, а также возможности поиска алгоритма для достижения глобальной оптимизации. Путем включения SQI в алгоритм SOS был разработан алгоритм HSOS, и блок-схема алгоритма HSOS показана на рисунке 5. Алгоритм HSOS может исследовать новую область поиска с помощью алгоритма SOS и использовать информацию о населении с помощью SQI.


    Если организм направляется в недопустимую область, то организм отражается обратно в допустимую область с помощью следующего уравнения [44]: где — соответственно нижняя и верхняя границы и -го организма.

    Алгоритмические шаги hsos приведены ниже:

    Шаг 1 . Инициализация экосистемы: инициализируйте параметры алгоритма и организмы экосистемы и оцените значение пригодности для каждого соответствующего организма.

    Шаг 2 . Основная петля.

    Шаг 2.1 . Фаза мутуализма: случайным образом выберите один организм из экосистемы. Организм пересекается с организмом, и тогда они пытаются улучшить возможности выживания в экосистеме. Новый организм для каждого из и рассчитывается по следующим уравнениям: где . Здесь BF1 и BF2 называются факторами пользы, значение которых равно 1 или 2. Уровень пользы организма представляет эти факторы, то есть получает ли организм соответственно частичную или полную пользу от взаимодействия. является лучшим организмом в экосистеме. представляет характер отношений между организмами и .

    Шаг 2.2 . Фаза комменсализма: между взаимодействием организмов и , организм получает выгоду от организма и пытается улучшить полезное преимущество в экосистеме до более высокой степени адаптации. Новый организм определяется следующим уравнением: где i  ≠  j и является лучшим организмом в экосистеме.

    Шаг 2.3 . Фаза паразитизма: путем дублирования случайно выбранных размеров организма создается искусственный паразит (Parasite_Vector). Из экосистемы случайным образом выбирается другой организм, который рассматривается как хозяин Parasite_Vector. Если значение целевой функции Parasite_Vector лучше, чем у организма, он может убить организм и занять его положение в экосистеме. Если значение целевой функции лучше, чем у Parasite_Vector, паразит будет иметь сопротивление, и Parasite_Vector не сможет находиться в этой экосистеме.

    Шаг 2.4 . Простая квадратичная интерполяция: два организма и ( j  ≠ k) выбираются случайным образом из экосистемы, а затем организм обновляется квадратичной интерполяцией, проходящей через эти три организма, что может быть выражено формулой (40).

    Шаг 3 . Если критерии остановки не удовлетворяют для перехода к шагу 2, то он будет продолжаться до тех пор, пока не будет получено наилучшее значение целевой функции.

    4. Обсуждение результатов алгоритма HSOS

    Коэффициент псевдодинамической несущей способности ( N γe ) оптимизирован с помощью алгоритма HSOS по α , β 4 T переменные.Алгоритм был выполнен с 1000 оценками фитнеса, 30 независимыми прогонами и 50 эко-размерами. Среди этих 30 результатов был взят лучший результат. Этот оптимизированный единый коэффициент сейсмической несущей способности ( N γe ) представлен в таблицах 1 и 2 для статических и сейсмических условий ( k h  = 0,1, 0,2 и 0,3), соответственно, которые могут быть используется полевыми инженерами в сейсмоопасных районах для одновременного сопротивления удельного веса, дополнительной нагрузки и сцепления.

    + 9.377

    Φ 2 с / γB 0 D F / В 0
    0,25 0.5 0.5 0.75 1

    20 ° 9 0 8.349 11.756 15.087 18.377
    0.25 +11,175 14,488 17,769 21,029
    0,5 13,886 17,155 20,407 23,649
    30 ° 0 30,439 40,168 49,719 59.177
    0.25 35. 35.903 45.497 54.975 6475 6475 64. 391
    0.5 41.263 50.771 60.189 +69,557
    40 ° 0 144,24 178,37 211,78 244,89
    0,25 157,48 191,17 224,5 257,5
    0,5 170,47 203.94 .94 237.1 2901
    / γb / 0 0 = 0 K = K H /2 /2 9.98

    K = 0 = 0 K 9 H H /2 /2 K = K H

    99.539

    K = 0 = 0 K 9 H H /2 /2 K = K H

    9039


    K H = 0.1
    Φ K = 0 K K = K = K H H
    D F F / B 0
    0,25 0. 5 0.75 1 0,25 0,5 0,75 1 0,25 0,5 0,75 1

    20 ° 0 5,881 8,559 11.172 13.753 5.882 8.538 8.538 11.128 13.687 5.878 8.51 11.079 11.079 13.614
    0,25 8.589 11,17 13,73 16,277 8,69 11,247 13,782 16,303 8,797 11,323 13,832 16,329
    0,5 11,146 13,688 16,224 18.754 11.331 13.851 16.359 18.865 11.523 14.015 14.502 18.98

    30 ° 0 0 21. 98 29,575 37,021 44,385 22,107 29,638 37,028 44,331 22,223 29,691 37,07 44,243
    0,25 26,85 34,306 41,675 48.996 27.128 34.529 41.834 49.081 27.415 27.415 34.739 41.979 49,169 49.169
    0.5 31,59 38,965 46,287 53,564 32,016 39,325 46,573 53,793 32,447 39,688 46,879 54,028

    40 ° 0 101.41 127.17 152.55 177.72 102.32 102.32 127.86 153.02 177.89 , 177.89 103. 17 128.49 153,41 178,11
    0,25 112,36 137,9 163,11 188,16 113,51 138,82 163,85 188,69 114,74 139,83 164,61 189,16
    0.5 0.5 123.12 148.5921 148.5 173.67 198.58 124.63 124.63 149.79 174.65 1993.42 126,15 151,03 175,72 200,21

    к ч = 0,2
    Φ 2 с / γB 0 0
    D f / B 0
    0. 25 0,5 0,75 1 0,25 0,5 0,75 1 0,25 0,5 0,75 1

    20 ° 0 3.627 5.554 7.437 9.299 9.299 3,295 5.257 7.019 8.781 3.781 3.45 5.049 6.644 8.24
    0.25 6,254 8,093 9,926 11,754 6,276 8,01 9,739 11,464 6,345 7,94 9,535 11,131
    0,5 8,672 10,493 12,312 14,129 8,889 10,605 12,321 14,036 9,201 10,801 12,394 13,987

    30 ° 0 14. 856 +20,524 26,077 31,56 14,451 19,881 25,193 30,44 13,88 19,024 24,045 29,002
    0,25 19,156 24,697 30,169 35.606 19.026 24.314 29.539 34.734 18.803 18.803 23.785 28.716 33.621
    0.5 23,312 28,779 34,201 39,615 23,416 28,634 33,811 38,98 23,505 28,422 33,304 38,169

    40 ° 0 68.468 87.465 106.13 106.13 124.61 67.336 85.521 85.521 103,4 121. 14 65.74 82.948 99,846 116,59
    0,25 77,438 96,227 114,79 133,22 76,783 94,766 112,51 130,11 75,728 92,708 109,51 126,1
    0.5 0.5 86.315 104,98 123.41 141.79 86.076 103.87 121.54 121.54 139.08 85,49 102,38 119,02 135,61

    к ч = 0,3
    Φ 2 с / γB 0 0
    D f / B 0
    0. 25 0,5 0,75 1 0,25 0,5 0,75 1 0,25 0,5 0,75 1

    20 ° 0 2.843 4.058 4.058 5.268 6.471 4.291 5.291 5.476 6.642 7.792
    0.25 +5,178 6,389 7,592 8,794 9,036 10,181 11,325 12,468
    0,5 7,51 8,713 9.915 11.118 13.713 14.848 15.984 17.119 17.119

    30 ° 0 0 9. 3 13,312 17,24 21,118 8,356 11,737 15,116 18,496 8,15 10,853 13,557 16,261
    0,25 13,109 17 20,856 24.684 12.336 15.716 19.085 19.085 22.433 12.366 15.074 15.074 17.783 г. 20.492 18
    0.5 16,736 20,57 24,389 28,195 16,285 19,633 22,96 26,286 16,541 19,25 21,958 24,667

    40 ° 0 44.498 58.106 71.465 84.714 40.605 40.605 52.714 64.622 64.622 76.375 35 45. 195 55,199 65,068
    0,25 51,859 65,283 78,574 91,7 48,428 60,359 72,112 83,809 43,394 53,371 63,261 73,021
    0.5 59 59 72.396 85.56 98.686 56.083 67.85 79.556 91.165 51.543 61.416 71.164 80.912

    3 4.1343 Параметрическое исследование

    В этом разделе представлены краткое параметрическое исследование и сравнительное исследование. Эффект угол трения почвы ( φ ), фактор глубины ( D F / B 0 ), коэффициент сплоченности (2 C / γb 0 ), и сейсмический ускорений ( k h и k ) от нормированного понижающего коэффициента ( N γe / N γs) 1. Нормированный понижающий коэффициент ( N γe / N γs ) представляет собой отношение оптимизированного коэффициента сейсмической и статической несущей способности. Вариации параметров следующие: Φ  = 20°, 30° и 40°; к ч  = 0,1, 0,2 и 0,3; k  = 0, k h /2 и k h ; 2 в / γB 0  = 0, 0.25 и 0,5; и D f / B 0  = 0,25, 0,75, 0,5 и 1. Подробное сравнительное исследование с другими доступными предыдущими исследованиями также обсуждается в этом разделе.

    4.1.1. Влияние на N
    γe /N γs из-за изменения Φ

    На рис. 6 показаны изменения нормализованного понижающего коэффициента ( N γe / N γs ) относительно горизонтального сейсмического ускорения ( к з ) при разных углах трения о грунт ( Φ  = 20°, 30° и 40°) при 2 в / γB 1 0 25, D f  = 0,5 и k  =  k h / / Видно, что нормированный понижающий коэффициент ( N γe / N γs ) увеличивается с увеличением угла трения грунта ( Φ ). За счет увеличения Φ внутреннее сопротивление частиц грунта будет увеличиваться, что напоминает факт увеличения коэффициента сейсмической несущей способности.


    4.1.2. Эффект на N
    ΓE γs / N γs γs Из-за вариации 2C / Γb 0

    На рисунке 7 показаны вариации нормализованного коэффициента снижения ( N N γs ) В отношении сейсмического ускорения ( K H ) при разных факторах сплоченности (2 С / γb 0 = 0,25 и 0,504) при Φ = 30 ° С D f / B 0  = 0.5, и k  =  k h /2. Видно, что нормированный коэффициент приведения ( N γe / N γs ) увеличивается с увеличением коэффициента сцепления (2 c / γB 0 ). Из-за увеличения сцепления коэффициент сейсмической несущей способности будет увеличиваться, поскольку увеличение сцепления вызывает увеличение межмолекулярного притяжения между частицами грунта, что обеспечивает большее сопротивление разрушению фундамента при сдвиге.


    4.1.3. Эффект на N
    Γe γs / N γs γS Из-за изменения D F / B 0

    На рисунке 8 показаны вариации нормализованного коэффициента снижения ( N Γe / N γs γs ) Что касается сейсмического ускорения ( K H ) для различных факторов глубины ( D F / B 0 = 0,25, 0.5, а 1) на Φ = 30 °, 2 C / C / γb / 0 = 0,25 и K = K H /2. Видно, что нормированный коэффициент приведения ( N γe / N γs ) увеличивается с увеличением коэффициента глубины ( D f 1 6 B ). Из-за увеличения коэффициента глубины ( D f / B 0 ) увеличивается дополнительный вес, что увеличивает пассивное сопротивление и, следовательно, увеличивает коэффициент сейсмической несущей способности.


    4.1.4. Влияние на N
    γe /N γs из-за вариации сейсмических ускорений (k h и k v )

    Из рис. N γe / N γs ) уменьшается вместе с увеличением горизонтального сейсмического ускорения ( k h ). На рис. 9 показаны изменения нормализованного понижающего коэффициента ( N γe / N γs ) по отношению к сейсмическому ускорению ( k h h сейсмическое ускорение) при различных вертикальных сейсмических ускорениях. = 0, K = 0, K H /2 и K /2 и K H H ) Для Φ = 30 ° С D F = 0.5 и 2 в / γB 0  = 0,25. Видно, что нормированный понижающий коэффициент ( N γe / N γs ) также уменьшается с увеличением вертикального сейсмического ускорения ( k ). Из-за увеличения сейсмического ускорения и из-за внезапного движения различных волн увеличивается возмущение в частицах грунта, что позволяет большей массе грунта участвовать в вибрации и, следовательно, снижает его сопротивление несущей способности.


    4.1.5. Сравнение результатов

    Здесь проводится подробное сравнительное исследование настоящего анализа с предыдущими исследованиями аналогичного типа работ с разными подходами. На Рисунке 10 и в Таблице 3 показано сравнение коэффициента псевдодинамической несущей способности, полученного из настоящего анализа, с предыдущими сейсмическими анализами в отношении различных сейсмических ускорений ( k h  = 0,1, 0,2 и 0,3) для Φ = 30°.Видно, что для нижнего значения сейсмических ускорений здесь на рисунке 10, k h  = 0,2, значения, полученные в настоящем исследовании, меньше, чем значения, полученные из Soubra [10] (M1 и M2 ) [17]. Но когда горизонтальное сейсмическое ускорение увеличивается с 0,2, коэффициент несущей способности также постепенно увеличивается, и при k h  = 0,3 настоящий анализ обеспечивает большую ценность по сравнению со всеми сравниваемыми методами. На к ч 0 ч = 0,1, около 7,5%, 24% и 29% снижение N ΓE коэффициент, а на K H = 0,2, около 2%, 15 % и снижение коэффициента N γe на 12% по сравнению с таковым у Soubra [10] (M1 и M2) и Ghosh [17] соответственно. Но при k h  = 0,3 оно увеличивается примерно на 26%, 16% и 48% соответственно по сравнению с соответствующими анализами.


    9039
    /2 K = K H 9 9 H H

    K H H H Ghosh [17] Ghosh [17] Budhu и Al-Karni [7] Choudhury и Subba Rao [13 ] Soubra [10]
    K = K 9 H /2 K = K K H /2 /2 K 1 = K H /2 K = K H H K = K H /2 K = k h M1 M2

    0. 1 14,43 14,23 20,39 20,04 10,21 9,46 8,4 7,76 15,6 18,9
    0,2 8,78 8,65 9,98 8,82 3.81 2.86 2.86 2.85 2 8.9 10.39 10.3
    0.3 5.68 5.67 3.65 2.35 1.21 0.56 0.56 0.98 0,29 0,29 4.5 49 49

    алгоритмы. В табл. 4 приведены результаты работы алгоритмов DE [45], PSO [46], ABC [47], HS [48], BSA [49], ABSA [50], SOS [33] и HSOS [39] при различные условия, которые сравниваются здесь.Из этой таблицы видно, что результат производительности, то есть коэффициент псевдодинамической несущей способности ( N γe ), полученный с помощью этого алгоритма HSOS, меньше, чем у других сравниваемых алгоритмов в различных грунтовых и сейсмических условиях. Из приведенных выше исследований можно сказать, что алгоритм HSOS может удовлетворительно использоваться для оценки сейсмической несущей способности предложенного здесь мелкого ленточного фундамента.

    +/2 9032 9.314 9039 9032 +16,359 12,321 93.811

    Φ к ч ДЕ ПСО ABC HS БСА Абса СОС HSOS

    (а) 2 в / γB 0  = 0.25, D 9 F / B 0 = 0,5, и K = K H /2
    20 ° 0,1 11.54 11.771 11.255 11.62 11.62 11.244 11.248 11.247 11.247 11.247
    8. 714 8.524 8.11 8.73 8.1 8.51 8,02 8,01

    30 ° 0,1 34,681 34,854 34,535 34,942 34,53 34,591 34,53 34,529
    0,2 24.514 24.641 24.319 24.43 24.319 24.319 24.361 24.361 24.314 24.314

    431 138,90 139,12 138,85 139,54 138,83 138,99 138,9 138,82
    0,2 94,768 95,546 94,78 94,89 94,77 94,82 94.77 94.766

    (B) 2 C / γb 0 = 0,5, D F / B 0 = 0. 75, а K 9 = K = K K 9 /2 /2
    0,1 16.363 16.359 16.359 16.512 16.37 16.45 16.361 16.361
    0,2 12,53 12,325 12,581 12,524 12,33 12,812 12,324

    30 ° 0.1 46,91 46,579 46,942 46,76 46,59 46,751 46,575 46,573
    0,2 33,931 33,823 34,15 33,99 33,83 33,97 33.816 33.811
    9039
    40 ° 40 ° 0,1 174. 76 174.68 174.691 174.93 174,67 174,81 174,69 174,65
    0,2 121,69 121,59 121,61 121,59 121,58 121,561 121,58 121,54

    5. Численный анализ

    Численное моделирование динамического анализа мелкозаглубленного ленточного фундамента выполняется с помощью конечно-элементного программного обеспечения PLAXIS 2D (v-8.6), который оснащен функциями для работы с различными аспектами сложных конструкций и изучения эффекта взаимодействия грунт-конструкция. В дополнение к статическим нагрузкам, динамический модуль PLAXIS также предоставляет мощный инструмент для моделирования динамической реакции конструкции грунта во время землетрясения.

    5.1. Численное моделирование

    Подготовлена ​​двумерная геометрическая модель, состоящая из точек, линий и других компонентов на плоскости x y . Генератор сетки PLAXIS на основе введенной геометрической модели автоматически выполняет генерацию сетки на уровне элемента. Неглубокий ленточный фундамент был смоделирован как плоская деформация, а 15 изогнутых треугольных элементов использовались для моделирования грунта основания. Расширение сетки было взято шириной 100 м и глубиной 30 м, так как силы землетрясения не могут повлиять на вертикальные границы. Стандартные границы землетрясений применяются для условий нагрузки при землетрясении с использованием файлов SMC, а затем создается сетка.Последует кластерное измельчение сетки для получения точной сетки среднего размера. Малая модель HS использовалась для включения динамических свойств почвы в образцах почвы. Два разных образца грунта были использованы для анализа мелкого ленточного фундамента в условиях сейсмической нагрузки, как показано в таблице 5. Равномерно распределенная нагрузка 100  кН/м, приложенная к секции фундамента вместе с различными дополнительными нагрузками для представления нагрузки, исходящей от надстройки. анализируется в этой статье, как показано на рисунке 11.Начальные напряжения создаются после отключения прибора начального давления поровой воды.

    (KPA) (KPA) 9032 — 4 19. 9 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 — 4

    Образец C (KPA) φ ψ ν 50 Ref (KPA)

    2 (KPA)

    E Oed Ref (KPA) E UR REF (KPA) м г 0 кПа) γ 0.7

    S1 20.9 0.5 32 2 2 0,2 1,00 E + 4 1.00 E + 4 3.00 E + 4 0.5 0.5 1.00 E + 5 E + 5 E — 4
    S2
    0,2 28 0 0,2 1.25 E + 4 1.00 E + 4 0.5 1.30 E + 5 E + 5 E — 4



    5.2. Расчет

    На этапе расчета используются три шага, на первом этапе выполняются расчеты для анализа пластичности, где активируются приложенная вертикальная нагрузка и вес грунта. На втором этапе выполняются расчеты для динамического анализа, когда данные о землетрясениях включаются в виде файла SMS.И, на заключительном этапе, методом восстановления c-Φ определяют FOS. Данные о землетрясении в Сальвадоре 2001 г. (момент магнитуды) вводятся в качестве входных данных для динамического расчета в виде файла SMC, как показано на рисунке 12. Получаются вертикальная осадка фундамента и соответствующий коэффициент безопасности для каждого условия, полученные в результате численного моделирования. На рисунках 13 и 14 показаны деформированная сетка и контур вертикального смещения соответственно после проведения поэтапных расчетов.




    5.3. Численная проверка

    Конечно-элементная модель ленточного фундамента мелкого заложения, заложенного в грунт c-Φ , анализируется в PLAXIS-8.6v для проверки аналитического решения. Результаты, полученные в результате этого аналитического анализа, сравниваются с численными решениями для подтверждения анализа. Сначала осадка фундамента рассчитывается аналитически с использованием двух классических уравнений, таких как

    уравнение сейсмической осадки Ричардса и др. [12]: где V – пиковая скорость расчетного землетрясения (м/с), A — коэффициент ускорения для расчетного землетрясения, ускорение свободного падения, а значение α AE зависит от Φ и критического ускорения k h 2 ∗ 93.

    Терзаги [2] уравнение непосредственной осадки: где q n — чистое давление в фундаменте, , ν — коэффициент Пуассона, E — модуль Юнга грунта, I I f — влияющий фактор для неглубокого ленточного фундамента. Здесь Q ult — псевдодинамическая предельная несущая способность, полученная из (39).

    Динамические свойства грунта, полученные при численном моделировании [Plaxis-8.6v] используются в аналитической формулировке для ее проверки. Результаты, полученные в результате аналитического решения и численного моделирования, приведены в таблице 6. Были проанализированы два различных типа моделей грунта. Осадка мелкозаглубленного фундамента для соответствующей модели грунта рассчитывается с использованием (41) и (42). Значения осадки, полученные из конечно-элементной модели в PLAXIS, также сведены в таблицу. Видно, что осадка, полученная из аналитического раствора, несколько ниже по сравнению с осадкой, полученной из PLAXIS-8.6v, как и при аналитическом расчете осадки, учитывается только первоначальная осадка. Таким образом, после численной проверки формулировка псевдодинамической несущей способности вполне оправдана.

    F / B / B / B 0 ) 9032


    Образцы почвы Коэффициент глубины Численное решение Аналитическое решение
    Plaxis-8,6 v Ричардс и др. [12] Настоящий анализ Tearzaghi [2] 0 Terzaghi [2]
    FOS 9032 N N Γe Расчетный (мм)

    Образец 1 0 1.12 49.57 49.02 127 41 48.97
    0,25 1.95 42.82 0.14 18,27 53 36,01
    0,5 2,71 41,47 0,24 10,65 68 33,07
    1 3,19 40,1 0,28 9,13 75 75 30.61

    9321
    Образец 2 0 1.03 47.45 4745 0,01 255 37 36. 6
    0,25 1,59 40,99 0,1 25,58 49 31,08
    0,5 2,14 38,22 0,18 18,27 64 30,0
    1 2 2.61 34.47 34.47 0.25 10.23 72 27.33 27.33

    6.Заключение

    С помощью псевдодинамического подхода для оценки сейсмической несущей способности мелкозаглубленного ленточного основания используется влияние скоростей поперечной и первичной волн, проходящих через слой грунта, а также времени и разности фаз наряду с горизонтальными и вертикальными сейсмическими ускорениями. . Предложена математическая формулировка для одновременного сопротивления удельного веса, надбавки и сцепления с использованием метода анализа предела верхней границы. Составной механизм разрушения, который включает в себя как планарную, так и бревенчато-спиральную зону, рассматривается здесь для разработки этой математической модели для неглубокого ленточного основания, опирающегося на грунт c-Φ .Для решения этой проблемы используется алгоритм HSOS. Преимущество этого алгоритма HSOS состоит в том, что он может улучшить возможности поиска алгоритма для достижения глобального оптимума. Из сравнения результаты, полученные алгоритмом HSOS с другими стандартными алгоритмами, показывают приемлемость результатов для всех почвенных и сейсмических условий. Таким образом, с помощью алгоритма HSOS коэффициент сейсмической несущей способности представляется в виде таблицы. Численное моделирование ленточного фундамента мелкого заложения также анализируется с помощью PLAXIS-8.Программное обеспечение 6v для проверки аналитического решения. Отмечается, что результаты, полученные в результате этого аналитического анализа, хорошо подтверждаются численными решениями. Влияние различных параметров, таких как угол трения почвы ( Φ ), сейсмические ускорительства ( K H и K ), коэффициент сплоченности (2 C / γb 0 ) , и коэффициент глубины ( D f / B 0 ).Видно, что коэффициент псевдодинамического подшипника ( N ΓE ) увеличивается с увеличением Φ , 2 C / Γb 0 , и D F / B 0 , но уменьшается с увеличением горизонтального и вертикального сейсмических ускорений ( k h и k ). Значения, полученные в результате настоящего анализа, тщательно сравниваются со значениями доступного псевдостатического анализа, а также со значениями псевдодинамического анализа, и видно, что значения, полученные в результате настоящего исследования, разумно сопоставимы.Используя значения, представленные в таблицах 1 и 2, можно оценить предельную несущую способность фундамента в условиях сейсмической нагрузки.

    номенклатура
    B N N : 9031 20 : 9032 Φ :
    2 C / γb / 0 : Коэффициент сплоченности
    B 0 : Ширина для ног
    C : Сплоченность почвы
    D F : : Глубина подножия под землей поверхности
    F F / B 0 : Коэффициент глубины
    .
    Н с , Н q , Н γ γ : : Коэффициенты подшипника
    N N Коэффициент оптимизированной односмысленности
    N γs : Оптимизирован один статический коэффициент подшипников
    N N N / N / N : γs : Нормализованный коэффициент сокращения
    PL: Униформа раздача колонны нагрузки
    Q : Доплата нагрузки
    r 0 , r : Начальный и конечный радиусы логарифмической зоны (т. e., Be и BD), соответственно
    T : Время вибрации 0
    T : Период бокового встряхивания
    V 1 , V 2 , и V , и V θ θ : : Абсолютные и относительные скорости, соответственно
    V P P : первичная волна скорости
    V S : : сдвиг волны скорость
    α 1 , α 2 : Базовые углы треугольной упругой зоны под фондами
    β : Угол, который делает бревенчато-спиральная часть в бревенчато-спиральном механизме
    γ : Удельный вес грунтовой среды
    9044 0 λ , η , η : η : Lame’s Constance
    υ : Соотношение Пуассона Соотношение почвы
    Угол внутреннего трения почвы
    Ω : Угловая частота
    SOS: SOS: Симбиоз Организмы
    SQI: Простая квадратичная интерполяция
    HSOS: HSOS: Гибридный симбиоз.
    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

    Неглубокие фундаменты | Ленточный фундамент

    Неглубокий фундамент — Когда диапазон самой нижней части фундамента пересекает глубину самой нижней части фундамента от верхней части почвы, которая является уровнем земли, тогда это называется мелким фундаментом.

    Фундаменты мелкого заложения разрабатываются там, где слой грунта на небольшой глубине (равной 1,5 м) может выдерживать структурные нагрузки. Глубина мелкозаглубленных фундаментов обычно меньше его ширины.

    Мелкозаглубленный фундамент идеально подходит для различных типов легких и допустимо нагруженных конструкций, таких как 5-этажные жилые дома и другие общестроительные работы, но грунт не должен быть некачественным, с просадочным характером и низкой несущей способностью.

    Неглубокий фундамент можно дополнительно классифицировать в зависимости от состояния площадки, типа нагрузки и схемы.

    Ниже приведены различные типы мелкозаглубленного фундамента:

    a) Ленточный фундамент
    b) Распорный или изолированный фундамент
    c) Комбинированный фундамент Ленточный или консольный фундамент
    d) Матовый или плотный фундамент.

    1. Ленточный фундамент : Ленточный фундамент устанавливается для несущей стены. Ленточный фундамент также устанавливается для ряда колонн, которые расположены так интенсивно, что их широкие фундаменты накладываются друг на друга или почти касаются друг друга.В этой ситуации предлагается использовать ленточный фундамент для минимизации затрат, а не использовать несколько фундаментов на одной линии. Ленточный фундамент также называют сплошным.

    2. Распространенный или изолированный фундамент : Псевдоним расширенного или изолированного фундамента задается для поддержки конкретной колонны. Фундамент может представлять собой круглую, квадратную или прямоугольную плиту с неизменной толщиной. Иногда его делают ступенчатым или изогнутым, чтобы распределить нагрузку по широкой площади.

    3. Комбинированный фундамент : Комбинированный фундамент основан на двух колоннах. Это применимо, если две колонны очень примыкают друг к другу, так что их отдельные основания могут накладываться друг на друга. Комбинированный фундамент также используется, если линия участка находится очень близко к одной колонне, поэтому на распорный фундамент следует нагружать неравномерно, если он полностью остается внутри границы участка. Если он объединен с внутренней колонной, нагрузка распределяется равномерно. Комбинированный фундамент имеет прямоугольную или трапециевидную форму в плане.

    4. Ленточный или консольный фундамент : Ленточный (или консольный) фундамент состоит из двух изолированных фундаментов, соединенных структурной лентой или рычагом. Ремешок соединяет две опоры таким образом, что они работают как единое целое. Ремешок выполнен в виде жесткой балки. Отдельные опоры спроектированы таким образом, что их общая линия действия проходит через последовательность общей нагрузки. Ленточный фундамент более экономичен по сравнению с комбинированным фундаментом, если допустимое давление грунта сравнительно велико, а расстояние между колоннами велико.


    Ссылка: theconstructor.org

    5. Матовый или плотный фундамент : Матовый или плотный фундамент относится к большой плите, которая опирается на ряд колонн и стен под всей конструкцией или значительной частью конструкции. Мат необходим, если допустимое давление грунта низкое или когда колонны и стены очень примыкают друг к другу, так что отдельные фундаменты могут накладываться друг на друга или почти соприкасаться друг с другом.

    Фундаменты из матов

    используются для сведения к минимуму дифференциальных осадок на разнородных грунтах или там, где существует большая разница в нагрузках на отдельные колонны.

    Псевдодинамическая несущая способность ленточного фундамента мелкого заложения, опирающегося на грунт c-Φ, с учетом составной поверхности разрушения: анализ несущей способности с использованием псевдодинамического метода: статья в журнале Environment & Agriculture Journal

    Предварительный просмотр статьи

    Top

    Введение

    Проблема сейсмической несущей способности является одной из самых больших проблем для инженеров-строителей, и различные методы широко применялись для решения задачи, поставленной инженерами-геотехниками по землетрясениям.Многие исследователи исследовали проблему несущей способности фундамента с использованием различных механизмов. Пионерские работы по определению несущей способности в статическом состоянии выполнены Прандтлем в 1921 г.; Терцаги, 1943 г.; Мейерхофф, 1957, 1963; Весич, 1973; Саран и Агарвал, 1991 и многие другие. Для фундаментов сооружений, построенных в сейсмических районах, требования по выдерживанию нагрузок и деформаций во время землетрясения, вероятно, будут самыми жесткими в течение их расчетного срока службы. Таким образом, проектирование фундамента в сейсмических районах требует особого рассмотрения по сравнению со статическим случаем.Ряд исследователей проанализировали сейсмическую несущую способность мелкозаглубленных ленточных фундаментов, используя псевдостатический подход с помощью различных методов решения, таких как метод срезов, предельное равновесие, метод характеристик напряжения и предельный анализ верхней границы. Будху и Аль-Карни, 1993 г.; Соубра, 1993, 1997, 1999 годы; Ричардс и др. 1993 год; Чоудхури и Субха Рао, 2005 г.; Кумар и Гош, 2006 г.; и многие другие рассматривали влияние землетрясения на несущую способность поверхности мелкого ленточного фундамента псевдостатическим методом с использованием различных подходов.IS 6403:1981 также дает формулировку предельной несущей способности для различных типов фундаментов в различных типах грунтов с учетом псевдостатического метода. Однако в псевдостатическом методе динамический характер сейсмической нагрузки учитывается очень приближенно, без учета влияния времени и разности фаз. Чтобы преодолеть этот недостаток, Steedman and Zeng, 1990; и Чоудхури и Нимбалкар, 2005 г.; разработал псевдодинамические решения, в которых учитывались эффекты как поперечных, так и первичных волн, а также усиление возбуждения во время землетрясения, а также продолжительность землетрясения и период боковых сотрясений для прогнозирования сейсмического давления грунта за вертикальной подпорной стенкой. .Недавно, Гош, 2008; дает решение псевдодинамической несущей способности мелкозаглубленного ленточного основания, опирающегося на несвязный грунт, методом предельного анализа с учетом кулоновского механизма разрушения. Но решения, которые были даны для фундамента, опирающегося на грунт c-Φ, предполагают три разных коэффициента несущей способности для трех разных механизмов разрушения. В Saha and Ghosh (2014) была предпринята попытка учесть одновременное сопротивление единиц веса , надбавки и сцепления с учетом линейной поверхности разрушения с использованием метода предельного равновесия. Здесь, в этом анализе, сделана попытка решить эту проблему псевдодинамической несущей способности мелкого ленточного фундамента, опирающегося на грунт c-φ, с учетом сложного механизма разрушения. Составная поверхность разрушения, включающая плоскую и логарифмическую спиральную поверхность, рассматривается в настоящем анализе. Для оценки несущей способности в условиях сейсмической нагрузки учитывается одновременное сопротивление удельного веса , прибавки и сцепления . Результаты представлены как в табличной, так и в графической безразмерной форме, включая сравнение с другими доступными методами.Влияние широкого диапазона изменения таких параметров, как угол трения грунта (φ), коэффициент сцепления (2c/γB 0 ), коэффициент глубины (D f /B 0 ) и горизонтальные и вертикальные сейсмические ускорения (k ч , k v ) наряду со скоростью первичной волны и поперечной волны на коэффициент псевдодинамической несущей способности (N γe ).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    [an error occurred while processing the directive]