Подбор размеров подошвы фундамента

Предварительная площадь фундамента:

, (8)

где - сумма нагрузок на фундамент для расчета второй группы предельных состояний (для ленточных фундаментов – погонная нагрузка), кН;

- табличное значение расчетного сопротивления грунта несущего слоя, кПа;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (принять 20 кН/м3);

- глубина заложения фундамента, м.

Принимаем блоки бетонные стен подвалов ФБС 24.4.6–Т (ГОСТ 13579-94) m=1,3т и плиту – подушку железобетонную ФЛ 16.24–4 (ГОСТ 13580 – 85) m=2,15 т.

Основным критерием при подборе размеров подошвы фундамента является выполнение условия:

P_II ≤ R, (9)

где P_II – среднее давление по подошве фундамента, кПа;

, (10)

где ∑N_iII – внешняя суммарная расчетная нагрузка на фундамент для расчетов по второй группе предельных состояний, кН;

N_ФБС – вес фундаментного блока, кН;

N_ФЛ – вес фундаментной плиты;

N_приг – вес пригруза;

N_гр^лев – вес грунта с левой стороны от фундамента, кН;

N­­­­_гр^прав – вес грунта с правой стороны от фундамента, кН;

N_ПОЛА – вес пола, кН;

А– принятая площадь фундамента, м².

Рисунок 2 – Ленточный фундамент, сечение 1-1

где b = 1,6 м – ширина подошвы фундамента;

γ_С1 = 1,1 и γ_С2 = 1 – коэффициенты условия работы;

γ_II =18,5 кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

γ_II' = 18,5 кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

K_Z = 1 – коэффициент при b ≤ 10 м;

К = 1,1 – коэффициент надежности;

М_γ = 0,36; М_q = 2,43 и М_С = 4,99 – коэффициенты для φ = 16°.

С_II = 16 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d_I – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, (12)

где h_S = 0,6 м –толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf = 0,1 м – толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf = 24 кН/м³ – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

d_B =1,0 м –грунт, снятый для устройства подвала, м.

Осуществляем расчет на подушку ФЛ 28.24 – (1-4) m=5,9т.

N_ФБС = ;

N_ФЛ =

N_приг =

N_гр^лев = 1,0 0,6 18,5 = 11,1 кН;

N­­­­_гр^прав = 0,4 0,6 18,5 = 4,44 кН;

N_пола = 0,1 0,6 24 = 1,44 кН.

Условие P_II ≤ R выполняется,

P_II = 125,22 кПа < 141,48 кПа = R.

Недогруз составляет:

Принимаем подушку ФЛ 20.24 – (1-4)

При внецентренном загружении фундамента последовательным приближением добиваются удовлетворения следующих условий:

для максимального краевого давления

, (13)

для минимального давления

, (14)

Краевые давления по подошве фундамента вычисляют по формуле:

_, (15)

где ∑N_II – суммарная вертикальная расчетная нагрузка в уровне подошвы фундамента, вычисляется аналогично как при расчете среднего давления по подошве, кН;

М – момент от расчетных нагрузок в уровне подошвы, кНм;

W – момент сопротивления площади подошвы фундамента, м³.

Для ленточного фундамента

, (16)

Момент от перекрытия:

Рисунок 3 – Схема к определению эксцентриситета для M_пер

е = 0,4/2 – 0,04 = 0,16 м

Момент от собственного веса грунта на левой консоли:

Момент от собственного веса грунта на правой консоли:

Момент от пола подвала:

Момент от пригруза:

Расчетные характеристики грунта засыпки суглинка твердого:

γ_II' = 0,95γ_II = 0,95 18,5= 17,58 кН/м³;

φ_II' = 0,9φ_II = 0,9 16= 14,4°;

С _II' = 0,5 С _II = 0,5 16 = 8 кПа.

Определяю интенсивность давления грунта:

θ₀ = = 45° – 14,4/2 = 37,3°;

λ = tg²θ₀ = tg²37,3° = 0,58;

K_I = .

Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственной массы на уровне подошвы фундамента

P_γ3 = , (17)

P_γ3 =

Момент от горизонтального активного давления грунта от собственной массы:

Интенсивность горизонтального давления грунта от нагрузки q на поверхности земли:

P_q = q λ γ_f , (18)

P_q = 10 0,58 1 = 5,8 кПа.

Момент от горизонтального активного давления грунта от нагрузки q:

Момент инерции 1 м стены подвала:

I_b = .

Коэффициенты:

m₁ = ;

n = ;

n₁ = ;

К = .

е = 0,6/2 – 0,04 = 0,26 м

Опорная реакция в уровне низа плиты перекрытия надподвального этажа:

R_a = , (19)

R_a= кН

Момент в уровне подошвы:

М₀ =

∑М=3,99

131,46< 1,2 141,48 =169,78 кПа

95,16> 0 .

Условия выполняются. Размеры фундамента достаточны для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций.