Определение габаритных размеров фундаментов по расчетным сечениям.

Подбор ширины подошвы фундамента ведется графоаналитическим методом из условия, что среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R.

Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:

(7), где

_mt =20 кН/м³— среднее значение удельного веса грунта и бетона

d – глубина заложения фундаментов.

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле (п. 2.41 [1]):

(8), где

_c1 и _c2 — коэффициенты условий работы принимаемые по табл. 3 [1];

k = 1,1 – т.к. прочностные характеристики грунта (с и ) приняты по таблицам 1-3 рекомендуемого приложения [1];

M_, M_q, M_c — коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [1] в зависимости от _II;

k_z = 1, т.к. ширина подошвы фундамента b < 10 м;

_II — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

— то же, залегающих выше подошвы фундамента;

c_II — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ — глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

d₁ = h_s + h_cf _cf / (9), где

h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf — толщина конструкции пола подвала;

_cf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

d_b — глубина подвала (расстояние от уровня планировки до пола подвала).

Для расчёта необходимы следующие исходные данные:

Расчётная нагрузка по II группе предельных состояний

(9)

Характеристики грунтов: _II2=… кН/м³; _II3=… кН/м³; =… кН/м³; с₂= … кПа; φ=…°=> M_,= …; M_q= …, M_c= …

k = …; k_z = …; d₁=… м; _c1 = …; _c2= …

Из формул (7) и (8) находятся зависимости R = R(b) и p = p(b), строятся соответствующие графики, точка пересечения которых даст значение ширины подошвы фундамента.

b	0,5	1	2	3
p

b	0,5	1	1,5	2	2,5	3
R

Далее необходимо выполнить проверку p ≤ R.

Значение p при известной ширине подошвы находится по формуле

(10), где

N_f — вес фундамента;

N_g — вес грунта на уступах фундамента.

По формуле (8) определяем значение R:

По известным значениям R и p оценивается недогруз (должен быть меньше 15%) или перегруз (меньше 3%) фундамента:

Δ= (11).

Расчет осадок фундаментов.

Осадка основания s определяется методом послойного суммирования по формуле (приложение 2 [1]):

(13), где

 — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и E_i — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.

Для определения осадки необходимо построить 3 эпюры напряжений: от собственного веса грунта _zg, от фундамента _zp и вспомогательную эпюру 0,2_zg.

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

(14), где

_i=ρ*g — объемный вес i-того слоя грунта основания;

_sb= — объемный вес i-того слоя грунта основания находящегося под водой;

k — количество слоев основания.

Определяем удельный вес грунтов: ₁=…кН/м³;

₂=… кН/м³:

₃= … кН/м³;

₄=… кН/м³;

_sb3=… кН/м³;

_sb4=… кН/м³

σ_zg0=0 кПа

σ_zg1= ₁*h₁ =… кПа

σ_zg2= σ_zg1+₂*h₂= … кПа

σ_zg3= … кПа

σ_zg4 =… кПа

σ_zg5= …112,97 кПа

Эпюра дополнительных вертикальных напряжений, создаваемых фундаментом:

_zp = *p₀ (15), где

 — коэффициент, принимаемый по табл. 1 приложения 2 [1];

Напряжение от фундамента: p₀ = p-σ_zg2

Разбиваем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной h_i=0.4b

Остальные вычисления сводим в табличную форму:

Таблица

№	hi, м	zi, м	2zi / b	ά	σzpi, кПа			Ei, кПа	si, м
					кровля	подошва	среднее
1
2
…
0,8Σ									0,022

Величина сжимаемой толщи, полученной на пересечении графиков 0,2σ_zg и σ_zp, H_c=… м.

Осадка фундамента S=… м<Su = … м.