3.1.2 Определение размеров фундамента в плане

Определение размеров подошвы фундамента по принятому расчетному сопротивлению грунта. Предварительно определим площадь подошвы фундамента:

где -расчетная нагрузка фундамента по второй группе предельных со стояний приложенных к обрезу фундамента;

R - принятое расчетное сопротивление грунта;

-осредненное значение удельного веса грунта изменяемого от 20…22кн/м³;

d - глубина заложения фундамента;

После определения площади определяют размеры сечения подошвы:

где коэфициент отношения большей стороны к меньшей

Критерии выбора размеров подошвы фундамента основываются на требованиях расчета оснований по предельным состояниям. Согласно СНиП /7/ расчет фундаментов по второй группе предельных состояний (деформациям) ведется в предположении линейной деформируемости основания, которая реализуется при выполнении следующих условий:

где Р_ср – среднее давление по подошве фундамента, кПа;

R – расчетное сопротивление основания, кПа;

и – соответственно максимальное и минимальное краевые давления, кПа;

Среднее давление под подошвой фундамента находят по формуле:

где – результирующая вертикальная сила на обрез фундамента, кН;

b и l - ширина и длинна подошвы фундамента, м;

γ_mt - осредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах (принимается в диапазоне 20…22 кН/м³ );

d – глубина заложения подошвы фундамента от поверхности планировки, м.

l = α⋅b - длина подошвы фундамента(а для внецентренно нагруженных α рекомендуется принимать в диапазоне 1,2…1,8 в зависимости от соотношения вертикальной нагрузки и изгибающего момента, действующих на обрез фундамента).

Для построения кривой давления под подошвой фундамента возьмем несколько значений b при α=1,33.

Краевые давления под подошвой фундамента находят по формуле:

где F_h – результирующая горизонтальная сила на обрез фундамента, кН;

W – момент сопротивления подошвы фундамента (для фундаментов: прямоугольных W = b⋅l²/6;).

Далее для тех же значений и определим максимальное давление

Расчетное сопротивление грунта R характеризует уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой. В соответствии с требованиями СНиП /7]/ R находят по формуле Пузыревского:

где – соответственно коэффициенты условий работы грунтового основания (табл. 3 [7] или 43 [10]);

k – коэффициент, принимаемый равным k = 1 – если прочностные характеристики грунта (c_II и ) определены непосредственными испытаниями и

k = 1,1 – если они определены по таблицам прил. 1 [7]; k = 1,1

Mγ, M_q и M_c – коэффициенты. зависящие от значения грунта, залегающего под подошвой фундамента (табл. 4 [7] или 44 [10]);

k_z – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – k_z = 1,

при b ≥ 10 м – k_z = z ₀/b + 0,2, (здесь z₀= 8 м); k_z = 1

b – ширина подошвы фундамента;

γ_II и γ_II ’ – осредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента;

c_II – расчетное значение удельного сцепления грунта под подошвой фундамента;

d₁ – расчетное значение глубины заложения фундамента; d₁=0,95:

d_b – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (при ширине подвала b ≤ 20 м и глубине более 2 м d_b = 2 м, при В > 20 м d_b= 0). d_b=0:

Для дальнейшего построения графика кривой давления под подошвой фундамента возьмем несколько значений b при α=1,33.

При b=1м:

1,2R=1,2⋅249,51=299,41кПа,

при b=4м

1,2R=1,2⋅494,51=593,7кПа

Рисунок 2- Графический способ определения ширины подошвы фундамента

Согласно графическому способу глубину заложения фундамента принимаем

2,2 м