Расчет основания по несущей способности
Опорную реакцию R в уровне низа плит перекрытия подвала по приведенной ниже формуле определяем при k = 6,55 (w = 3):
R = Qв = [Pq(v1 + km/2) + Pg2(v2 + km2/6)]h2/(1 + k) - (G1е1 +
+ G2е2)k/(1 + k)mh2 + Мс(1,5m + k)/(1 + k)mh2 = [28,08(0,375 +
+ 6,55×1,16/2) + 181,64(0,1 + 6,55×1,162/6)]3,75/(1 + 6,55) - (220×0,9 +
+ 109×0,6)6,55/(1 + 6,55)1,16×3,75 + 400(1,5×1.16 + 6,55)/(1 + 6,55) ´
´ 1,16 ×3,75 = 248,16 кН.
Сдвигающую силу Fsa в уровне подошвы стены определяем по формуле (85)
Fsa = - R + (Pg1 + Рg3 + 2Рq)(h2 + h3)/2 = - 248,16 + (0 + 210,71 +
+ 2×28,08)(3,75 + 0,6)/2 = 332,28 кН.
Удерживающую силу определяем по формуле (19), принимая пассивное сопротивление грунта Er = 0:
Fsr = Fv tg(jI - b) + bcI + Er = 1769 tg(29°- 0°)+ 0 + 0 = 980,6 кН.
Расчет устойчивости столбчатого фундамента против сдвига проверяем из условия (15)
Fsa = 332,28 кН < gcFsr/gn = 0,9×980,6/1,15 = 767,43 кН.
Условие устойчивости фундамента удовлетворено.
Приведенный угол наклона к вертикали dI равнодействующей внешней нагрузки определяем по формуле (27)
tg dI = Fsa/Fv = 332,28/1769 = 0,188; dI = 10°.
Производим проверку устойчивости грунта основания из условия (26), так как tg dI < sin jI = 0,4848.
Определяем изгибающие моменты в уровне подошвы фундамента по формуле
М0 = - R(h2 + h3) + (2Рg1 + Рg3 + 3Рq)(h2 + h3)2/6 - (G1е1 + G2е2)
+
+ Мс = - 248,16(3,75 + 0,6) + (0 + 210,71 + 3×28,08)(3,75 + 0,6)2/6
-
- (220×0,9 + 109×0,6) + 400 = - 12,81 кН×м.
Величина эксцентриситета приложения равнодействующей:
е = М0/Fv = 12,81/1769 » 0,01 м.
Определение вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания Nu проводим согласно СНиП 2.02.01-83:
b¢ = b - 2e = 2,1 - 2×0,01 = 2,08 м;
l¢ = a = 2,1 м.
По СНиП 2.02.01-83 табл. 7 при dI = 10°; jI = 29°; Ng = 6,72; Nq
= 12,94.
h = l/b = 2,1/2,1 = 1;
xg = 1 - 0,25/h = 1 - 0,25/1 = 0,75; xq = 1 + 1,5/h = 1 + 1,5/1 = 2,5;
Nu = b¢l¢(Ngxgb¢gI + Nqxqg¢Id + NcxccI) = 2,08×2,1(6,72×0,75×2,08×18,9 +
+ 12,94×2,5×18×0,75 + 0) = 2773,08 кН.
Проверяем условие (26):
Fv = 1769 кН < gcNu/gn = 0,9×2773,08/1,15 = 2170,21 кН.
Условие прочности грунтового основания удовлетворено.
Расчет основания по деформациям
Расчетное сопротивление грунта основания определяем по формуле (97)
где gс1 = 1,3; gс2 = 1,1 (табл. 6) k = 1,1; dв = 2 м; Мg = 1,34; Мq = 6,34 (определены по табл. 7 при jII = 32°).
Определяем реакцию в уровне низа плиты перекрытия при w = 3, k = 6,55 по формуле
Rn = Qвn = [Pqn(v1 + km/2) + Pg2n(v2 + km2/6)]h2/(1 + k) - (G1ne1
+
+ G2ne2)k/(1 + k)mh2 + Mcn(1,5m + k)/(1 + k)mh2 = [20,8(0,375 +
+ 6,55×1,16/2) + 133,51(0,1 + 6,55×1,162/6)]3,75/(1 + 6,55) - (180×0,9 +
+ 99×0,6)6,55/(1 + 6,55)1,16×3,75 + 363,6(1,5×1.16 + 6,55)/(1 + 6,55) ´
´ 1,16×3,75 = 194,78 кН;
М0n = - Rn(h2 + h3) + (2PgIn + Pg3n + 3Pqn)(h2 + h3)2/6 - (G1ne1 +
+ G2ne2) = Mcn = - 194,78(3,75 + 0,6) + (0 + 154,87 + 3×20,8)(3,75
+
+ 0,6)2/6 - (180×0,9 + 99×0,6) + 363,6 = - 19,87 кН×м;
еn = M0n/Fvn = 19,87/1585 = 0,01 м < b/6 = 2,1/6 = 0,35 м;
= Fvn(1±6en/b)/A = 1585(1±6×0,01/2,1)/2,1×2,1;
pmax = 369,68 кПа < 1,2R = 1,2×408,98 = 490,78 кПа;
pmin = 349,14 кПа.
Расчет основания по деформациям удовлетворен.
Определение расчетных усилий в столбчатом фундаменте
Опорную реакцию R в верхних части столбчатого фундамента определяем при значении k = 13,11 (w = 6):
R = Qв = [28,08(0,375 + 13,11×1,16/2) + 181,64(0,1 + 13,11×1,162/6)] ´
´ 3,75/(1 + 13,11) - (220×0,9 + 109×0,6)13,11/(1 + 13,11)1,16×3,75
+
+ 400(1,5×1,16 + 13,11)/(1 + 13,11)1,16×3,75 = 246,82 кН.
Определяем расстояние от максимального изгибающего момента в банкетной части фундамента до низа плит перекрытия:
Максимальный пролетный момент при ус,о = 2,66 м и Qв = 246,82 кН:
Мус,0 = Qвус,0 - [(Pg1 + Pq) + (Pg2 - Pg1)yc,0/3h2]yc,02/2 = Mc =
= 246,82×2,66 - [(0 + 28,08) + (181,64 - 0)2,66/3×3,75]2,662/2 - 400
=
= 5,26 кН×м.
Опорная реакция и изгибающий момент в нижнем сечении банкетной части фундамента при w = 3 и Qв = 248,16 кН:
Qв = Qв - [(Pg1 + Pq) + (Pg2 - Pg1)/2]h2 = 248,16 - [(0 + 28,08) +
+181,64 - 0)/2]3,75 = - 197,64 кН;
Mв = Qвh2 - [(Pg1 + Pq) + (Pg2 - Pg1)/3]h22/2 - Mc = 248,16×3,75 -
- [(0 + 28,08) + (181,64 - 0)/3]3,752/2 - 400 = - 92,25 кН×м.