1.3 Определение расчётного сопротивления грунта основания осевому сжатию

Расчётное сопротивление основания из нескального грунта осевому сжатию R, кПа, под подошвой фундамента мелкого заложения следует определять по формуле:

где

R_о - условное сопротивление грунта, кПа;

b - ширина подошвы фундамента, м;

при ширине более 6 м принимается b= 6 м;

d - глубина заложения фундамента, м; (d - 3)≥ 0;

g - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта,

расположенного выше подошвы фундамента; допускается принимать

g = 19,62 кН/м³;

k₁ , k₂ – коэффициенты.

1.4. Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний

Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний выполняется:

- по несущей способности основания и устойчивости фундамента против опрокидывания;

- по прочности и устойчивости конструкции фундамента (по материалу). Прочность и устойчивость конструкций жёстких фундаментов мелкого заложенияпо материалу обеспечивается, как правило, выполнением следующих конструктивных требований:

- угол α на рис. 1 не должен превышать 30^о;

- класс бетона по прочности на сжатие для таких фундаментов должен быть не ниже В20.

Полагая, что выполнением конструктивных требований, приведенных выше, прочность и устойчивость фундамента по материалу обеспечена, расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний выполняется только по несущей способности основания и устойчивости фундамента против опрокидывания.

1.4.1. Расчёт по несущей способности основания

Расчёт по несущей способности основания в общем случае выполняется для определения размеров подошвы фундамента. В курсовой работе размеры подошвы фундамента уже определены по зависимостям значений b и l поэтому расчёт по несущей способности основания нужен, чтобы убедиться в достаточности и рациональности полученных значений b и l и, при необходимости, выполнить их корректировку.

Используя полученные значения N, h_f, b и l определяют p, p_max, p_min и проверяют условия:

где

p, p_max, p_min – среднее, максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента.

;

A= b·l, м²;

W=22·bl/6, м³;

где

R – расчётное сопротивление грунта основания осевому сжатию, кПа;

g_n – коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4;

N- суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в уровне его подошвы, кН.

Условия выполняются, следовательно, принятые размеры фундамента достаточны, а несущая способность основания обеспечена.

1.4.2. Расчёт фундамента на устойчивость против опрокидывания

Расчёт фундамента на устойчивость против опрокидывания заключается в проверке условия:

где

M_u – момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания), проходящей через точку О (Рис.5) и параллельной большей стороне фундамента, кН∙м;

M_z – момент удерживающих сил относительно той же оси, кН∙м;

m – коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,8;

g_n – коэффициент надёжности по назначению, принимаемый равным 1,1.

Опрокидывающий момент M_u, определяется:

М_и=1,12·(1+k)·Тⁿ ·(h_оп+h_ф)= 4541,04 кН·м,

где

h_оп., h_f – высота опоры и фундамента соответственно, м.

Удерживающий момент M_z определяется:

,

где

N- суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в уровне его подошвы, кН, определяемая по формуле:

N=0,9·q_d^n·L+1,18·(1+k)· q_t^n·L +0,9·22·А_{оп ·}h_оп +0,9· 22,8·bld - g_wh_w;

при коэффициенте надёжности g_f = 0,9 для всех постоянных нагрузок;

b – ширина подошвы фундамента, м.

N=0,9·q_d^n·L+1,18·(1+k)· q_t^n·L +0,9·22·А_{оп ·}h_оп +0,9· 22,8·bld - g_wh_w = 16824,33 кН;

;

Условие выполняется, следовательно, устойчивость фундамента против опрокидывания обеспечена, а его размеры достаточны. Они и принимаются как окончательные.

Расчёт по первой группе предельных состояний на этом завершается, поскольку обеспечено соблюдение условий, гарантирующих безопасную и надёжную работу и основания, и фундамента.