2.2 Нагрузки учитываемые при расчете оснований и фундаментов.

Нагрузки передаваемые на фундаменты по разному воздействуют на грунт. Необходимо знать основное сочетание нагрузок, при котором желаемый вид перемещений будет максимальным.

Различают нагрузки постоянные, временные, особые.

Постоянные прикладываются в период строительства и действуют на весь период эксплуатации (собственный вес конструкции, давление грунта)

Временные нагрузки могут быть длительно действующие (вес оборудования) и кратковременные (вес людей, снега, ветер,транспорт).

Особые нагрузки – сейсмические.

Различают основное сочетание нагрузок и особое с учетом сейсмических воздействий.

Различают также нормативные и расчетные нагрузки.

Нормативные учитывают в период эксплуатации (прогиб, крен, осадки). Расчетные нагрузки получают путем умножения нормативных на коэффициент надежности по нагрузке γ_¢.

Усилия (вес) вычисляют по геометрическим размерам с умножением на удельный вес.

2.3 Определение площади подошвы фундаментов центрально нагруженных.

Центрально нагруженным называют фундамент–у которого центр сил проходит ч\з центр тяжести подошвы фундамента.

После обоснования глубины заложения (по условию морозного пучения или по конструктивным особенностям) определяют нагрузку по обрезу фундаментов N_0IIот основного сочетания расчетных нагрузок (при коэффициенте надежности по нагрузке γ_ф)

Кроме нагрузки по обрезу фундамента N_0II на грунт передается расчетная нагрузка от веса фундамента G_фIIи веса грунта на уступах G_gII –все эти силы уравновешиваются реактивным давлением грунта. P_II( рис2.2)

Рис2.2. Расчетная схема

Обозначим неизвестную площадь подошвы буквой А и спроецируем все силы на вертикальную ось, получим уравнение равновесия.

СП рекомендует заменять P_II условным расчетным сопротивлением R_o.

(2.1)

Будет зависеть от объема параллелепипеда АВСD и слагающих его материалов где γ_mt=20 кН\м3 – усреднённое значение удельного веса фундаментов и грунта на его уступах.

(2.2)

1)при квадратном фундаменте b=L=

2) при прямоугольном фундаменте

Где k_n –коэффициент соотношения сторон (размеры округляют до 10 см)

1. Ширина ленточного фундамента, на который действует погонная нагрузка N_OII:

где L шаг колонн.

2. Далее определяем расчетное сопротивление грунта по формуле

3. Далее уточняют размеры площади подошвы

4. Конструируют фундамент

6)Определяют Vфундамента и его вес

P_II≤R₇

2.4 Определение размеров подошв внецентренно нагруженного фундамента.

Расчет ведут методом последовательного нагружения. В начале определяют площадь как для центрально нагруженного фундамента, в предположение,что момент не действует.Затем эту площадь увеличиваем на 10-20%предполагая что появится момент и добиваются удовлетворение следующих условий.

-среднее давление по подошве фундамента ≤ расчетного сопротивления основания

P_II≤R

-максимального краевого давления при действии момента относительно одной оси инерции.

P_maxII≤1,2R

-cтараются не допустить отрыв подошвы фундамента.

P_min>0 ,а для нагруженных фундаментов стараются выполнить условие

Для построения эпюрP_max, P_min пользуются формулами внецентренного сжатия:

M=N_II·e

e – эксцентриситет.

-момент инерции

N_II=N_OII+G_фII+G_gII

В общем виде, если момент действует относительно обеих осей.

Определение размеров площади подошвы центрально-нагруженного фундамента с уточнением расчетного сопротивления грунта основания.

Пример 2.1

Найти необходимые размеры подошвы сборного ленточного фундамента под стену, если дано

d=2.0м

N_OII=400 кН\м

Грунт глина в мягкопластичным состоянии (I_n=0,6 показатель текучести) обладающая характеристиками:

φ_II=14^o, СII=41 кПа; ɣ_II= ɣ’_II=18,5 кН\м3

– средний удельный вес грунта и материала фундамента в пределах объема, обычно принимается от 20 до 22 кН/м3, а при наличии подвала над уступами 16 – 19 кН/м3

Для установления предварительного расчетного сопротивления грунта R_o,

воспользуемся данными из табл.В.3, приложения В СП 22.13330.2011

R_O=250кПа

Подставляем в формулу известные значения:

b=2\1=2

при ширине фундамента b=2м по формуле т.кb<10(3); k_z=1

По СП 22.13330.2011 таблица 5.5 при φ_II=14^o

M_γ=0,29

M_g=2,17

M_c=4,69

По таблице 5.4 СП

γ_CI=1,1

γ_CII=1

k=1

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (угол внутреннего тренияи удельное сцепление) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицамприложению Б;

При этом значенииR₇найдемb₂

Ширина ближайших блоков по ГОСТу 1,6 м

Вес фундамента G_фII=V_ф·γ_ж\б=(1,6·0,3+1,7·0,5)·1·25=36,11кН

Вес грунтаG_gII=V_гр·γ_гр=( (1,6·2·1-1,57)·1·15=24,45 кН

Среднее давление под подошвой фундамента

2.2 Проверка слабого подстилающего слоя грунта

2.3 Расчет осадки отдельно стоящего фундамента (метод послойного суммирования (домашнее задание).