2.2 Определение размеров подошвы центрально и внецентренно нагруженных фундаментов

Производим определение размеров фундаментов для двух сечений 1-1 и 2-2.

Для сечения 1-1 определяем размеры ленточного фундамента методом последовательного приближения. Крупноблочная 5-этажная школа на 880 учащихся представлена жесткой конструктивной схемой. Длина здания 43,6 м, высота Н=22,3 м. Грунтовые условия по таблице1.

Рассмотрим сечение 1-1. Определим площадь подошвы фундамента в плане по формуле (7). Так как давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта, то, если принять Р=R, получим формулу для определения площади подошвы фундамента

.

,

Для ленточного фундамента расчет выполняется на 1 п.м. длины фундамента, поэтому ширину подошвы находят по формуле 8:

(8)

Расчетное сопротивление грунта R характеризует предельный уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой.

Уточняем расчетное сопротивление грунта по формуле (9) для здания с подвалом:

,

где _С1 и _С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16;

k – коэффициент, принимаемый: k=1 – если прочностные характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями и k=1,1 – если они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; k_Z=z₀/b+0,2 при b10 м (здесь z₀=8м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

_II и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B20м и глубиной более 2 м принимается d_b=2м, при ширине подвала В>20 м принимается d_b=0);

М_, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cf_сf/, м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

Так как L/H=1,96, то по таблице 16 _С1=1,3, _С2=1,26, к = 1,1, к_z = 1,0, d_b=2м , С_II=1.0кПа

_II=^’_II= кН/м³ ,

при _II=35^о, М_=1.67, М_q=7.69, М_С=9.59.

,

тогда:

= 1,48∙(14,66 + 69,63 + 186,38 + 9,59) = 414,78 кПа

Уточняем А₂ при R₁=414,78 кПа:

принимаем

Уточняем R₂ при

= 1,48∙(23,26 + 69,63 + 186,38 + 9,59) = 427,51 кПа

Принимаем плиту ФЛ.10.24 шириной 1,0 м, высотой 0,3 м, весом G_пл=15,2 кН, стеновые блоки шириной 0,4м, марки ФБС24.4.6 весом G_бл= =13кН, тогда собственный вес конструкции фундамента (пять стеновых блока и плита), приведенный к 1 п.м. составит:

Примем засыпку грунта за пазухи фундамента со следующими характеристиками:

γ_гр = γ_ср· 0,95;

γ_гр = 19· 0,95 = 18,05 кН/м³.

Размеры фундамента необходимо подобрать такими, чтобы выполнялось условие

SS_U , (10)

т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые.

А так для центрально нагруженных фундаментов

P_срR ; (11)

Если нагрузка от веса наземных конструкций N₀₁₁ по обрезу фундамента известна, то давление под подошвой фундамента будет

, (12)

где А- площадь подошвы фундамента, м;

G_гр, G_ф- вес обратной засыпки и вес фундамента.

В практических расчетах, усредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле

, (13)

где _ср=20 кН/м³ – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

N_II=277.6+33.69+17.33=328.62кН

Фактическое давление под подошвой фундамента

Так как Р_ср=385,13кПа<R=427,51кПа – условие необходимое для расчета по деформациям, выполняется.

Аналогично подбираем размеры фундамента для сечения 2-2.В данном сечении применяем песчаную подушку со следующими характеристиками: e=0.65, ρ=2.0т/м³,γ=20кН/м³, γ_s=26.5кН/м³,C_n=1,φ_n=38°, R₀=500кПа,Е=30МПа.

Площадь подошвы фундамента определяем по формуле (7):

,

Для квадратного в плане фундамента ширину подошвы находят по формуле (15):

(15)

м

Для сечения 2-2: так как L/H=1,96, то по таблице 16 _С1=1,3, _С2=1,26,

d_b=2м , С_II=1кПа

^’_II= кН/м³ ,

_II=кН/м³

При _II=38^о, М_=2,11, М_q=9,44, М_С=10,8.

Расчетное сопротивление грунта R:

= 1,48∙(34,39 + 194,91 + 207,46 + 10,8) = 662,39 кПа

Уточняем А₂ при R₁=662,39 кПа:

м,

принимаем

Уточняем R₂ при

= 1,48∙(44,31 + 194,91 + 207,46 + 10,8) = 677,07 кПа

Размеры подошвы фундамента можно определить как для центрально загруженного фундамента. Принимаем размеры фундамента в плане bxl=2,1х2,4 м

Вес фундамента

Вес обратной засыпки

N_II=1127,4+69,98+62,38=1259,76кН

Фактическое давление под подошвой фундамента

Так как Р_ср=327,95кПа<R=677,07кПа – условие необходимое для расчета по деформациям, выполняется.