Несущая способность основания: общий метод

Справка по работе с расчётом · СП 22.13330.2016 с Изменениями № 1–5, пп. 5.7.6–5.7.10, условие (5.27)
Основания зданий и сооружений. СП 22.13330.2016 с Изменениями № 1–5 → Расчёт по несущей способности

1. Что считает

Общий метод п. 5.7.7 в редакции Изменения № 5: несущая способность по наиболее опасной поверхности скольжения — для многослойного основания, с водой, откосом, разными пригрузками по сторонам и наклонной внецентренной нагрузкой, где частная формула (5.32) не применима.

Нагрузка от фундамента описывается одним параметром λ (п. 5.7.9); предельная — минимальная по всем рассмотренным механизмам; F_u = λ_min·N проверяется по (5.27).

2. Расчётная схема и допущения

Механизм Прандтля из жёстких блоков: активный клин под подошвой, веер блоков с полюсом у края подошвы, пассивный клин до поверхности. Скорости — из плана скоростей: скачок на каждой грани отклонён от неё на угол внутреннего трения.

λ — из равенства мощностей: нагрузка × λ + вес грунта + пригрузки = диссипации c·L·V·cos φ по граням. Углы клиньев, раскрытие и рост веера подбираются по минимуму λ; выпор проверяется в обе стороны.

Метод сходится к точным решениям сверху: невесомое основание — N_c = 5,14 и N_q Прандтля с точностью около 1 %.

3. Порядок работы

1. Задайте ширину подошвы и нагрузку на 1 м на уровне подошвы.
2. Задайте засыпку выше подошвы и слои ниже — с расчётными φ_I, c_I.
3. При необходимости — уровень воды, пригрузки, откос справа.
4. Нажмите кнопку с примером внизу левой панели — страница заполнится готовыми данными, на которых видно, что и куда вводится.
5. Правьте поля: расчёт пересчитывается сам через мгновение после правки, отдельной кнопки «посчитать» нет.
6. Смотрите правую панель: расчётная схема, сводка результатов, проверки, графики и таблица по сечениям.
7. Убедитесь, что невязки в таблице проверок близки к нулю — это и есть признак того, что расчёт сошёлся.
8. Нажмите «Сформировать отчёт» — откроется отдельная страница с полным ручным выводом: формула со своим номером по справочнику, подстановка чисел, результат.
9. «Сохранить JSON» кладёт исходные данные в файл, «Загрузить JSON» возвращает их обратно — так удобно хранить варианты.

4. Исходные данные

Поля перечислены в том же порядке, в каком идут на странице.

5. Как читать результаты

6. Что означают проверки

Проверяется то, что в решении не участвовало: совпадение означает, что вывод верен, а не что арифметика повторена дважды.

7. Если программа отказывается считать

Сообщения об ошибках здесь не технические: каждое называет физическую причину и подсказывает, что поправить.

8. На что обратить внимание

• Свод не называет способа расчёта; принят кинематический метод — методы отсеков с окружностями завышают несущую способность на 7–25 %, а метод Спенсера на некруговых поверхностях занижает её на 9–27 % против точных решений.
• Задача плоская: для прямоугольного фундамента сопротивление торцов призмы выпирания не учтено — в запас.
• Единицы всюду согласованы: длины в метрах, силы в килоньютонах, моменты в кН·м, жёсткости в кН и кН·м². Если ввести жёсткость в МПа или в Н, ответ будет бессмысленным по величине, но программа об этом не догадается.
• Пустое поле и ноль — не одно и то же там, где это оговорено: ноль часто означает «не учитывать», а пустое поле — «подобрать самому».
• Отчёт самодостаточен: формулы в нём отрисовываются встроенным KaTeX, картинки — векторные, поэтому файл можно переслать или распечатать без интернета.
• Все проверки в отчёте считаются по величинам, которые в решении не участвовали. Невязка порядка 10⁻¹² и меньше означает машинный ноль; заметная невязка — повод разобраться, а не округлить.