4.Определение предварительных нагрузок на фундаменты

Предварительные нагрузки на фундаменты находим из статического расчета рамы при условии жесткого защемления колонн на уровне обреза фундамента. Толщина перекрытия типового этажа (см. таб. 4) с учетом высоты ригеля составляет 570 мм. Поскольку расстояние от пола первого этажа до обреза фундамента (см. п. 1.1) составляет 650 мм, расчетную высоту колонны первого этажа принимаем на 80 мм больше, чем высоту колонны типового этажа, т. е. 3,68 м. Расчет выполняем на нагрузки для IIгруппы предельных состояний. Рассматривается три загружения рамы:

- постоянные нагрузки (загружение 1);

- полные вертикальные нагрузки (загружение 2);

- переменные горизонтальные нагрузки (загружение 3).

Статические расчеты выполняем с использованием программного комплекса "Лира" /14/. Расчетные схемы рамы представлена на рис. 3 и 4. Эпюры изгибающих моментов в элементах рамы от трех загружений представлены на рис. 5, 6 и 7. В загружениях 1 и 2 программно учтен собственный вес колонн и ригелей с характеристическим удельным весом железобетона 25 кН/м³. Усилия на обрезе фундаментов от трех загружений представлены в таблице 11.

Усилия в колоннах рамы на обрезе фундамента, кН, кНм

Таблица 11

Номер нагруж.	Ось А			Ось Б
	N	My	Qx	N	My	Qx
1	- 1299,2	- 49,7	39,8	- 2076,8	3,6	- 3,1
2	- 1568,1	- 59.2	47,4	- 2655,2	4,2	- 3,6
3	7,2	12,1	- 4,9	- 1,0	13,7	- 6,2

Номер нагруж.	Ось В			Ось Г
	N	My	Qx	N	My	Qx
1	- 2076,8	- 3,6	3,1	- 1299,2	49,7	- 39,8
2	- 2655,2	- 4,2	3,6	- 1568,1	59,2	- 47,4
3	0,9	13,6	- 6,2	- 7,1	11,9	- 4,8

Примечание: Знаки усилий от ветровой нагрузки (загружение 3) представлены для направления ветрового потока к зданию с левой стороны (со стороны оси А).

По данным таблицы 11 составлены расчетные сочетания нагрузок на фундаменты, которые представлены таблице 12.

Расчетные сочетания усилий на обрезе фундаментов, кН, кНм

Таблица 12

Расчетное сочетание	Оси А, Г			Оси Б, В
	N	My	Qx	N	My	Qx
Nmax	- 1306,4	- 61,8	44,7	- 2077,8	17,3	- 9,3
Nmin	- 1575,3	- 71.3	52,3	- 2656,2	17,9	- 9,8

При составлении расчетных сочетаний нагрузок загружения 1 и 2 являются взаимоисключающими (может действовать одно из них), а загружение 3 учитывается в том случае, если результат этого учета является неблагоприятным (в данном случае увеличивает значения изгибающих моментов и поперечных сил).

Рис. 3. Расчетная схема рамы для загружений 1 и 2.

Рис. 4. Расчетная схема рамы для загружения 3.

Рис. 5. Эпюра изгибающих моментов в загружении 1.

Рис. 6. Эпюра изгибающих моментов в загружении 2.

Рис. 7. Эпюра изгибающих моментов в загружении 3.

5.Определение глубины заложения фундаментов

По планировочным соображениям обрез фундамента находится на отметке – 0,65 м, что соответствует абсолютной отметке 197,35 м. Как следует из таблицы 1, обрез фундамента находится в слое ИГЭ 2, грунты которого пригодны для целей строительства. Таким образом, объемно-планировочные решения здания не являются определеяющими при назначении глубины заложения фундаментов d.

Определяем глубину заложения фундаментов dпо климатическому фактору в соответствии с формулами (7.2) и (Г.1) норм /3/. В соответствии с таб.1 норм /25/ средние отрицательные температуры за зимний период для г. Донецка составляют: декабрь – 4,2⁰; январь – 6,6⁰; февраль – 6,2⁰; март – 1,0⁰. Для этого случаяM_tв формуле (7.2) будет равно 18,0. Поскольку основание фундаментов сложено суглинками и глинами,d₀= 0,23 м. С учетом этого нормативная глубина сезонного промерзания будет равна:

d_fn=d₀√M_t= 0,23√18 = 0,98 м.

Поскольку расстояние от внешней грани стены до края фундамента будет больше 0,5 м (см. Примечание 1 к таблице Г.1), принимаем коэффициент теплового режима k_h= 1,0. С учетом этого расчетная глубина сезонного промерзания будет равна:

d_f=k_hd_fn= 1,0∙0,98 = 0,98 м.

Минимальная глубина уровня грунтовых вод от поверхности земли (см. п. 1.2) составляет d_w= 6,5 м. Так какd_w>d_f+2 м = 2,98 м, аI_L,sat> 0,25 (см. таб. 3), в соответствиис таблицей Г.2 норм /3/ глубина заложения фундаментов по климатическому фактору должна быть не менееd_f, т. е. не менее 0,98 м. Здесь при установлении расчетного значения показателя текучести грунта учтено, что возможно замачивание основания поверхностными стоками и утечками из водонесущих коммуникаций.

Глубина заложения фундаментов по конструктивным соображениям назначается следующим образом. Для столбчатого фундамента с подколонником стаканного типа минимальная высота фундамента определяется по формуле:

d_n = l_k + t_п+ 0,05 м,

где l_k- максимальный размер поперечного сечения колонны, равный в данном случае 0,4 м;

t_п– толщина плиты фундамента под колонной, предварительно принимается (с учетом действующих нагрузок на колонны) 0,5 м;

0,05 м – конструктивный зазор в стакане подколонника для обеспечения возможности рихтовки колооны по вертикали.

С учетом этого минимальная высота фундамента составит 0,95 м. Принимаем конструктивно высоту фундамента 1,0 м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки dбудет равна глубине заложения обреза фундамента 0,2 м (см. п. 1.1), увеличенной на высоту фундамента 1,0 м. Таким образом, глубина заложения фундаментов по конструктивным соображениям составляет 1,2 м.

В качестве расчетной глубины заложения фундаментов dпринимаем наибольшее значение, полученное в приведенных выше расчетах,d= 1,2 м. Указанной глубине заложения фундаментов соответствует абсолютная отметка подошвы фундаментов 196,35 м. Эта отметка учитывается при привязке фундаментов к инженерно-геологическому разрезу с целью вычисления осадок фундаментов.