Вопрос 25. Определение нагрузок в уровне подошвы ленточного фундамента и её ширины

3.1.4 Определяется предварительное значение ширины подошвы ленточ­ного фундамента из условия равенства среднего давления по подошве р рас­четному сопротивлению грунта R₀:

(3.7)

где N_II - погонная суммарная вертикальная нагрузка в уровне поверхности пла­нировки, кН/м;

d - глубина заложения фундамента, м;

R₀ - расчетное сопротивление грунта, кПа;

- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м³;

Исходя из размера b₀ подбирают по прил.16 марку железобетонной фун­даментной плиты шириной

3.1.5. Определяется уточненное с учетом принятой ширины фундамента, глубины его заложения и физико-механических характеристик грунта расчетное сопротивление R по формуле (2.19).

3.1.6. По формуле (3.7) с учетом вычисленного значения R уточняют ширину подошвы фундамента и в случае необходимости принимают по ГОСТу новый типоразмер железобетонной плиты, шириной большей или равной b.

3.1.7. Определяют вертикальные нагрузки в уровне подошвы фундамента

(3.8)

Здесь G₁- вес стены подвала, кН/м

(3.9)

где геометрические размеры b', d, h_p -даны на рис.3.2;

-удельный вес бетона, принимаемый 24 кН/м³

G₂ - вес фундаментной плиты, кН/м,

(3.10)

где G_p, l_p - соответственно вес и длина фундаментной плиты по прил. 16;

G₃ - вес грунта на левом уступе фундаментной плиты (весом грунта и конструкции пола подвала на правом уступе можно пренебречь), кН/м,

(3.11)

- удельный вес грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным до­кументам с коэффициентом уплотнения К не менее 0,95 их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по удельному весу в природном состоянии

(3.12)

G₄ - усилие от временной нагрузки на внешней стороне фундамента, кН/м,

(3.13)

где q - интенсивность односторонней временной нагрузки (при отсутствии дан­ных о ее величине может быть принята 10 кПа).

Вопрос 26. Выбор расчетной схемы ленточного фундамента в стадии завершенного строительства

3.1.8. Выбирается расчетная схема. Если отношение ширины стены под­вала b' к ширине подошвы фундамента b составляет не менее 0,7( ,7), то pасчетная схема стены подвала принимается в виде однопролетной вер­тикальной балки, шарнирно опертой как в верхней части (в уровне низа пере­крытия над подвалом), так и в нижней (в уровне подошвы фундамента). В этом случае производится проверка величины среднего давления под подошвой фундамента, который рассматривается как центрально загруженный. Среднее давление по подошве р должно удовлетворять условию:

(3.14)

Допускается перенапряжение основания не более 5 %, а недонапряжение -не более 10%. Если пределы отклонений при найденной ширине подошвы больше указанных, необходимо изменить ширину фундамента. Причем, если для выбранной ширины сборной плиты получается недонапряжение более 10%, а принятие ближайшего меньшего размера по прил.16 приводит к перенапря­жению более 5%, то оставляют прежний типоразмер фундамента.

3.1.9. Если отношение < 0,7, то расчетная схема стены подвала должна

приниматься в виде балки, верхний конец которой в уровне низа перекрытия над подвалом шарнирно оперт, а нижний конец в уровне подошвы фундамента упруго защемлен. В запас надежности может быть использован прием расчета стены подвала как балки, жестко защемленной нижним концом и шарнирно опертой другим [10]. Опорный момент в заделке (в точке А подошвы фундамента) обусловлен действием веса грунта G₃ и полезной нагрузки , на левом уступе фундамента, моментом М от перекрытия над подвалом и бокового давления грунта (рис.3.3).

Определение интенсивности активного бокового давления грунта на стену подвала в запас надежности допускается производить при следующих допуще­ниях:

- поверхность грунта горизонтальна;

- толщина стены подвала одинакова по высоте;

- трение и сцепление грунта со стеной отсутствуют;

- грунт обратной засыпки не обладает сцеплением (с=0);

- грунт обратной засыпки находится в предельном состояния и поверхнос­ти скольжения являются плоскими.

Для этих условий активное боковое давление грунта на стену подвала в уровне поверхности планировки при отсутствии подземных вод

(3.15)

а на уровне подошвы фундамента

Рис.3.3. Расчетные схемы:

а - для определения момента в уровне подошвы фундамента а стадии завершенного строительства при < 0,7;

б - для проверки устойчивости положения конструкции фундамента в стадии незавершен ного строительства

(3.16)

При расположении уровня подземных вод (WL) выше подошвы фунда­мента необходимо учитывать взвешивающее действие воды на частицы грунта и действие гидростатического давления воды на стену подвала [10,20]. В формулах (3.15) и (3.16) принято:

-удельный вес грунта обратной засыпки, кН/м³, определяемый по

формуле (3.12):

- расчетное значение угла внутреннего трения обратной засыпки, в со­ответствии с [20] = 0,

h_э- высота эквивалентного нагрузке q слоя грунта,

(3.17)

Значение эксцентриситета приложения равнодействующей относительно геометрической оси подошвы фундамента (рис.3.2)

(3.18)

где - сумма вертикальных сил в подошве фундамента на один пог.м его

длины, кН/м, определяемая по формуле (3.8); ]

- сумма моментов относительно точки А подошвы фундамента на один

метр его длины, кНм/м ,

При определении моментов от бокового давления грунта рекомендуется разбивать эпюру давления на прямоугольные и треугольные участки,а также использовать сведения из табл.3.1.

В зависимости от значения относительного эксцентриситете

(3.19)

далее поступают следующим образам.

При > 0,25 происходит отрыв подошвы более чем на четверть её шири­ны, что не допускается нормативными документами. Поэтому принимают новый ближайший типоразмер фундаментной плиты с большей шириной подошвы b, до тех пор пока не выполнится условие 0,25.

При 1/30 производится проверка только среднего давления под подошвой р по формуле (3.14), уточнение марки фундаментной плиты выполня­ется по п.3.1.8.

При 1/30 < <. 0,25 фундамент рассматривается как внецентренно нагру­женный, при этом должно выполняться условие

Таблица 3.1

Изгибающие моменты в заделке при различных схемах загружения

p_max 1,2R (3.20)

Здесь максимальное давление в подошве фундамента определяется по форму­ле

(3.21) Величины фактических отклонений давлений от расчетного сопротивления грунта (3.22)

не должны превышать 5% при перенапряжении и 10% при недонапряжении. При несоблюдении этих требований изменяют ширину подошвы фундамента и повторяют расчет.