Основные положения проектирования гибких фундаментов

Гибкие фундаменты обладают способностью изгибаться в одном или обоих направлениях подошвы. Реактивные давления по подошве определяются исходя из совместной работы фундамента и основания и зависят от прогиба фундамента(б)

Предварительные размеры фундаментов в плане и по высоте находят как для жесткой фундаментной балки шириной b = 1 м и длиной 2l исходя из линейного распределения реактивных давлений по подошве фундамента

где N - сумма всех вертикальных нагрузок на фундамент; A - площадь подошвы фундамента; M - момент всех сил относительно центра тяжести подошвы фундамента. Определив реактивное давление, находим изгибающий момент в каждом сечении фундамента. По величине найденного максимального момента определяют необходимый по условию прочности момент сопротивления фундамента, а по нему - требуемые сечение и жесткость EI. При расчете гибких фундаментов совместно с грунтовым основанием применяются две теории: - теория местных упругих деформаций, основанная на гипотезе Винклера-Циммермана; - теория общих упругих деформаций, основанная на гипотезе упругого полупространства.

Теория местных упругих деформаций основана на гипотезе прямой пропорциональности между давлением и местной осадкой:

где s - упругая осадка грунта в месте приложения давления интенсивностью p в рассматриваемой точке; ks - коэффициент упругости основания, именуемый "коэффициентом постели". Из приведенного выражения следует, что осадка поверхности основания возникает только в месте приложения давления p и поэтому модель грунта можно представить в виде совокупности отдельно стоящих пружин В действительности на реальном грунтовом основании понижение поверхности наблюдается и за пределами нагруженного участка (рис.Ф.12.6,б), образуя упругую лунку. Кроме того, коэффициент постели не учитывает размеров подошвы фундамента и не является постоянной величиной для данного грунта. Как показали исследования, данная гипотеза дает достаточно достоверные результаты для слабых грунтовых оснований. Теория общих упругих деформаций основана на гипотезе упругого полупространства, согласно которой основание работает как сплошная однородная упругая среда, ограниченная сверху плоскостью и бесконечно простирающаяся вниз и в стороны. Деформационные свойства упругой среды характеризуются величиной модуля деформации, который не зависит от величины нагрузки под подошвой фундамента, в отличие от коэффициента постели. При нагружении такого упругого основания деформации имеют место не только в месте приложения нагрузки, но и за ее пределами (рис.Ф.12.6,б), что и наблюдается под реальными фундаментами. Деформация упругого основания по теории общих упругих деформаций определяется с использованием решений теории упругости.