3.2. Определение размеров фундаментов в плане

Предварительное определение размеров фундаментов в плане производится с учетом расчетного сопротивления грунта основания R₀.

Площадь подошвы фундамента определяется по формуле

(3.3)

Где: N_II=148,62 кН/м.п. – расчетная нагрузка в уровне поверхности земли (по заданию);

_ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах (в интервале 20,0…22,2 кН/м³). Принимаем _ср=22 кН/м³

R₀=245,05кПа - расчетное сопротивление грунта слоя, залегающего ниже подошвы фундамента, кПа, (таблица 2.1)

d₁=1.05 м – глубина заложения фундамента (рисунок 3.1).

A=148,62/(245,05-22*1,05)=0,6696

Ширина ленточного фундамента под стену, когда расчет ведется на 1 пог. м. длины фундамента, равна b=A/1 (3.4)

b=0,6696/1=0,7 м

Определяем расчетное сопротивление грунта основания R по формуле

(3.5)

Где b=0,7 м – ширина подошвы фундамента;

где _С1, _С2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице П-14[1], (_С1=1,2, _С2=1,096, т.к. грунт глинистый 0,25≤J_L≤0,5, а соотношение длины здания к его ширине L/H=30,000/18,750 = 1,6);

К – коэффициент, принимаемый равным К=1,1;

М_ М_q, М_с, коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения φ= 22,4° по таблице П-15[1]:

М_=0,642;

М_q=3,524;

М_с=6,12;

К_z – коэффициент, принимаемый равным 1 (b<10 м);

_II=19,62 т/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, т/м³, (таблица 2.1);

^'_II –то же, залегающих выше подошвы фундамента, определяющееся по формуле:

(3.6)

^'_II=19,62*0,9=17,658;

C_II=30,4 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, кПа, (таблица 2.1);

d₁ - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

d1 = hs + hcf * сf / 'II

(3.7)

где: h_s=0.4 м – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м, (рисунок 2.1);

_сf=23,5 кН/м³ – расчетное значение удельного веса материала пола подвала (пол бетонный);

h_сf=0,1 м – толщина конструкции пола подвала, м, (рисунок 2.1)..

d₁ = 0,4 +0,1 * 23,5 / 17,658 = 0,53

d_b - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м. Т.к. ширина подвала b≤20 м d_b = 0,55 .

R=1.2*1.096/1.1*(0.642*0.7*19.62+3.524*0.53*17.658+(3.524-1)*0.55*17.658 +6.12*30.4)=301.728 кПа

При принятом значении b=0.7 для фундамента определяем среднее давление по подошве

(3.8)

P_cp= 148.62/0.7+22*1.05=235.414 кПа

Разность P_ср и R составляет 301.728-235.414=66.314 (что составляет 22 %). Необходимо изменить размеры фундамента и повторить вычисления

Принимаем b=0,55 м, тогда

R=1.2*1.096/1.1*(0.642*0.55*19.62+3.524*0.53*17.658+(3.524-1)*0.55*17.658 +6.12*30.4)=299.47 кПа

P_cp= 148.62/0.55+22*1.05=293.318 кПа

Разность P_ср и R составляет 299.47-293.318=6.152 (что составляет 2.05 %). Условие выполняется.

На основании всего вышеизложенного принимаем ширину фундамента равной b=0.55 м. Однако эта расчетная ширина фундамента не совпадает с шириной сборной плиты, поэтому необходимо проектировать прерывистые фундаменты.

Расчетное сопротивление грунта основания R при проектировании прерывистых фундаментов определяется как для непрерывных ленточных фундаментов.

Проектирование прерывистых ленточных фундаментов ведется в следующей последовательности:

1. Определяется ширина b сплошного ленточного фундамента (b=0.55 м);

2. Определяется площадь ленточного фундамента A=l*b длиной l подлежащего замене на прерывистый;

A=0.55*30=16.5 м²

3. Принимается типовая фундаментная плита шириной b_t превышающей ширину сплошного ленточного фундамента (мы принимаем b_t=0.6 м);

4. Определяем коэффициент превышения расчетного сопротивления грунта основания k_d=1.03;

5. Определяем суммарную площадь прямоугольных плит в прерывистом фундаменте

A_b=A/k_d;

A_b=16.5/1.03=16.02 м²

6.Определяем число плит n в прерывистом фундаменте по величине A_b и площади одной плиты A_s=l*b_t

n=A/A_s+Δn,

где Δn - поправка для округления отношения A/A_s до большего целого числа;

A_s=1,2*0,6=0,72 м²;

n=16.02/0.72+0.75=23 шт

7. Определяем фактическое расстояние между плитами:

l_b=(L-n*l)/(n-1);

l_b=(30-23*1.2)/(23-1)=0.11 м

8. Определяем давление по подошве плит и по этому давлению подбираем марку плиты по прочности:

P_s=P_cp*A/A_t;

P_s=293.318*16.5/16.02=302.107 кПа;

9. Определяем фактический коэффициент превышения расчетного сопротивления k_df и сравниваем его с k_d (k_df должно быть равно k_d);

k_df =P_s/P_cp;

k_df =302,107/293,318=1,03;

1,03=1,03.

Окончательно принимаем фундаментную плиту ФЛ6.12-4.