7. Расчет рамы на упругом основании.

Вычисляем коэффициенты жесткости основания при равномерном сжатии по формуле:

где p_0,i – среднее давление под подошвой i-го фундамента, при котором вычислена осадка его основания S_i с учетом взаимного влияния фундаментов.

Результаты вычислений приведены в таблице 7. При этом учтено, что коэффициент жесткости основания при неравномерном сжатии C_φ = 2C_z, а коэффициент жесткости основания при равномерном сдвиге C_x = 0,7C_z.

Значения коэффициентов жесткости основания фундаментов Таблица 7

Коэффициент жесткости	Фундаменты по осям
	Т	Ч
Cz, кН/м3	34589	38912
Cφ, кН/м3	69178	77824
Cx, кН/м3	24212	27238

Длину стержня, моделирующего работу основания, принимаем равной 0,1 м. Жесткости поперечного сечения стержня вычисляем по формулам:

где A_f – площадь подошвы фундамента;

I_f – момент инерции площади подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости рамы;

l – длина стержня, моделирующего основания, принятая равной 0,1 м.

Значения жесткостных характеристик стержней, моделирующих работу упругого основания, приведены в таблице 8.

Жесткостные характеристики моделирующих стержней Таблица 8

Жесткость	Фундаменты по осям
	Т	Ч
EF, кН	8855	9961
EI, кН∙м2	3777	4249
GF, кН∙м2	6198	6973

С учетом полученных данных корректируем расчетную схему рамы по рис. 4 путем добавления ниже опорных сечений колонн стержней, моделирующих работу фундаментов и упругого основания. При этом опорные сечения стержней, моделирующих работу основания, имеют жесткие закрепления. В расчетной схеме собственный вес конструкций фундамента учитываем программно с удельным весом 25 кН/м³. Кроме этого на уровне подошвы фундамента прикладываем сосредоточенные силы, учитывающие вес конструкции пола и нагрузку на полы. Дополнительные давления вычисляем по формуле:

Рис. 9. Модель столбчатого фундамента на упругом основании.

Рис. 10. Расчетная схема рамы на упругом основании.

Результаты вычислений заносим в таблицу 9.

Усилия на уровне подошвы фундамента и их сочетание Таблица 9

Номер нагруж.	Ось Т			Ось Ч
	N,кН	My,кНм	Qx, кН	N	My	Qx
1	- 119,32	- 0,07	0	- 91,08	+0,07	0
2	- 119,26	- 0,08	0	- 119,28	+0,07	0
3	+21,98	+190,57	-51,28	-21,98	-195,33	-47,06
4	-81,7	-0,35	0	-34,32	+0,37	0
max	-310,232	+190,5	-51,28	-237	-195,26	-47,06
min	-211,736	-0,15	0	-129,204	+0,14	0

Выполняем проверки давлений под подошвой фундаментов с использованием расчетных сочетаний усилий из таблицы 9.

1. P_срR;

2. P_max1,2R;

3. P_min>0 ;

Определяем расчетное сопротивление грунта:

Определяем среднее давление грунта под подошвой фундамента:

Определяем максимальное давление под подошвой фундамента:

Определяем минимальное давление под подошвой фундамента:

Результаты проверки:

- минимальное давление менше нуля, что свидетельствует об отрыве фундамента от основания;

- максимальное давление больше допускаемого 1,2R;

- среднее давление меньше допускаемого R.

Вывод: размеры фундамента в плане не удовлетворяют проверкам по ограничению давлений на основание, необходима корректировка размеров подошвы фундамента.

Принимаем размеры подошвы фундамента 1,9 х 1,9 м.

Корректируем расчетную схему рамы на упругом основании:

После корректировки полученные данные заносим в таблицу 10:

Результаты корректировки жесткостных характеристик стержней Таблица 10

Характеристики	Фундаменты по осям
	Т	Ч
Cz, кН/м3	34589	38912
Cφ, кН/м3	69178	77824
Cx, кН/м3	24212	27238
EF, кН	8855	9961
EI, кН∙м2	3777	4249
GF, кН∙м2	6198	6973

Корректируем также нагрузку от собственного веса фундамента.

Рассчитываем раму на упругом основании.

Результаты расчета скорректированной рамы на упругом основании заносим в таблицу 11.