Лекция 19
Основы теории расчета фундаментов конечной жесткости с учетом осадки сплошного упругого основания
Нормальные и касательные напряжения, возникающие на подошве фундамента сооружения под действием нагрузки, действующей на сооружение, и его собственного веса, представляют собой силы взаимодействия между сооружением и его основанием. Поэтому, с одной стороны, их можно рассматривать как нагрузку, передающуюся от сооружения на основание.
С другой стороны, их можно рассматривать как реактивные силы, представляющие собой воздействие основания на сооружение, уравновешивающее внешние приложенные к сооружению силы. С этой точки зрения их и называют реакциями основания, распределенными по подошве сооружения.
Определение реакций основания имеет большое значение при проектировании разнообразных конструкций резервуаров и газгольдеров, насосных и компрессорных станций и других объектов нефтяной и газовой промышленности, так как от величины и распределения этих реакций зависят величины внутренних усилий, возникающих в возводимом сооружении, а следовательно, и конструктивные размеры, обеспечивающие надлежащую прочность сооружения (в том числе степень и характер армирования железобетонных фундаментных частей сооружения).
Кроме того, определение реакций основания по подошве сооружения представляется необходимым для определения осадок и горизонтальных смещений сооружений, так как, изменяя знаки реакций основания на обратные, мы получаем внешнюю нагрузку, передающуюся от сооружения на основание.
В настоящей главе применительно к условиям плоской задачи будут рассмотрен способ коэффициента постели для определения реакций основания сооружения конечной жесткости. Он был предложен в 1867 году Винклером [20], а опубликован в 1888 году Циммерманом [22] для расчета железнодорожного пути и основан на предположении о пропорциональности в любой точке подошвы сооружения величины контактного напряжения значению осадки основания (постели).
Впоследствии способ коэффициента постели получил дальнейшее развитие в целом ряде трудов, из которых в первую очередь следует отметить работы С. П. Тимошенко [14], Кеийти Хаяси [6], П. Л., Н. П. Пузыревского [11], А. Н. Крылова [9], Г. Д. Дутова [5] и др.
Приводимое ниже описание способа коэффициента постели построено в основном на основе теоретических исследованиях А. Н. Крылова, являющихся с методической точки зрения наиболее совершенными в этой области.