Определение размеров подошвы жестких внецентренно нагруженных фундаментов

Предварительное определение размеров фундамента в плане производится с учетом расчетного сопротивления грунта основания R. Площадь подошвы фундамента любой формы в плане при центральной нагрузке определяется по формуле:

,

где N_II – расчетная нагрузка (для расчета оснований по деформациям) по обрезу фундамента, кН; R₀ - принятое расчетное сопротивление грунта основания, рассчитанное для условного фундамента с шириной подошвы b=1 м; g_ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах (принимается g_ср = 20,0…22,0 кН/м³); d₁ – глубина заложения фундамента, м. Полученное значение А для внецентренно загруженного фундамента увеличивается на 10-15%.

Ширина ленточного фундамента под стену, когда подсчет нагрузок производится на 1 пог. м длины фундамента равна

.

Ширина фундамента, имеющего в плане форму квадрата, равна

.

При определении размеров подошвы прямоугольного фундамента поступают следующим образом:

а) задаются коэффициентом отношения сторон;

б) определяют ширину фундамента по формуле

;

в) определяют длину фундамента l=b×h.

Полученные по расчету размеры подошвы фундамента следует округлить, чтобы они были кратными 100 мм. Ленточные фундаменты, как правило, проектируются из сборных ж/б плит.

Размеры подошвы фундамента в основном зависят от механических свойств грунтов оснований и характера нагрузок, передающихся фундаменту, от особенностей несущих конструкций, передающих нагрузку фундаменту.

Размеры фундамента необходимо подобрать такими, чтобы выполнялось условие

S£S_U, (1)

т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые.

Выполнение этого условия реализуется при соблюдении следующих условий:

а) для центрально-сжатых фундаментов

P_ср£R; (2)

б) для внецентренно сжатых фундаментов

Р_ср£R; Р_max £1,2R; Р_min>0. (3)

Если нагрузка от веса наземных конструкций F_V по обрезу фундамента известна, то давление под подошвой фундамента будет

, (4)

где А- площадь подошвы фундамента,м;

G_гр, G_ф- вес обратной засыпки и вес фундамента.

В практических расчетах, осредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле

, (5)

где g_ср=20кН/м³ – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента

, (6)

где W – момент сопротивления подошвы фундамента, м³.

а - Мy=0; Fv¹0; б - ; в - ; г -

Рисунок - Эпюры давлений по подошве фундаментов

Расчетное сопротивление грунта R характеризует предельный уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой, и определяется по формуле

,(7)

где: gС₁ и gС₂ – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16;

k – коэффициент, принимаемый: k=1 – если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями и k=1,1 – если они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; k_Z=z₀/b+0,2 при b³10 м;

b – ширина подошвы фундамента, м;

g_II и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B£20м и глубиной более 2 м принимается d_b=2м, при ширине подвала В>20 м принимается d_b=0);

М_g, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты;

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cfg_сf/ , м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.