Сейсмичность района строительства ст. Барсуковская 8 баллов, категория грунтов по сейсмическим свойствам - III, следовательно сейсмичность площадки строительства 8 баллов, повторяемость землетрясений – 3.
Характеристики грунтов основания для расчетов по I группе предельных состояний определяем с учетом коэффициента надежности.
ϕI= ϕ / γg(ϕ) = 36 / 1.1 = 32,7o;
СI= C / γg(c) = 1,4 / 1.5 = 0,9 кПа;
γI= 20 / 0,95 = 19.1 кН/м3; γI’ = 17.9 / 0,95 = 17.1 кН/м3.
При ϕI= 32,7o: F1= 27, F2 = 24, F3 = 38.
Фундамент колонны крайнего ряда
Определяем ординаты эпюры предельного давления по формулам:
Po = ξq F1γI’ d + ξc (F1 - 1) CI/ tg ϕI,
Pb = Po + ξγ γIb (F2 - keqF3),
здесь keq = 0.4 при сейсмичности площадки строительства 8 баллов,
ξq = ξγ = ξc - коэффициенты формы для прямоугольных фундаментов.
ξq = 1 + 1.5 b / l = 1 + 1.5 x 1,5 / 1,5 = 2,5,
ξc= 1 + 0.3 b / l = 1 + 0.3 x 1,5 / 1,5= 1,3,
ξγ = 1 - 0.25 b / l = 1 - 0.25 x 1,5 / 1,5 = 0.75.
Проверяем основания фундаментов при действии сейсмической нагрузки. Сейсмические нагрузки на верхний обрез фундамента:
NI = 327,8 кН, МI = -57,3 кН•м, FI = 35,9 кН.
Определяем сейсмическую нагрузку от веса фундамента и грунта на его
обрезах
NфI = 1,5 х 1,5 х 0,95 х 20 х 0.95 х 1.05 х 0.9 = 38,4 кН.
Определяем сейсмическую нагрузку от веса фундаментной балки
NфбI = 96 х 0.95 х 1.1 х 0.9 = 90,3 кН
Определяем сейсмическую нагрузку на основание
Na = 327,8 + 38,4 + 90,3 = 456,5 кН.
Определяем величину изгибающего момента на отметке подошвы
фундамента при сейсмических воздействиях
Ma = -57,3 + 35,9 х 1.2 + 90,3 х 0.45 = 26 кН м.
Тогда эксцентриситет расчетной сейсмической нагрузки
ea = Ma / Na = 26,4 / 456,5 = 0.06 м.
При ea= 0.06 м £ b / 6 = 1,5 / 6 = 0.25 м, следовательно не будет отрыва
подошвы фундамента.
Определяем ширину условного фундамента
bc = 1.5 (b – 2 ea) = 1.5 (1,5 – 2 х 0.06) = 2.07 м.
Определяем ординаты эпюры предельного давления
Po = 2.5 х 27 х 17.1 х 0,95 +1.3 х (27- 1) х 0,9/ tg 32,7o= 1143,9кПа,
Pb = 1143,9 + 0.75 х 19.1 х 2.07 х (24 - 0.4 х 38) = 1404,8 кПа.
Проверяем условие:
Pmax = 2 Na / [3 l (b/2 – ea)] ≤ Pb
Pmax = 2 х 456,5 / [ 3 х 1,5 (1,5/2 – 0.06)] = 294 кПа < Pb = 1404,8 кПа.
Условие выполняется.
Определяем эксцентриситет эпюры предельного давления:
eu = b (Pb - Po)/ (6 (Pb + Po))=1,5(1404,8-1143,9)/(6(1404,8+1143,9))=0,025м
При ea= 0.351 м > eu= 0.042 м величина вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях определяется по формуле:
Nu.eq =blPb/(1=6ea-b)=1,5×1,5×1404,8/(1+6×0,07/1,5)=2462,9кН
Проверяем основное условие расчета основания при сейсмических воздействиях
Na < γc.eq. Nu.eq / γn,
здесь γc.eq. - сейсмический коэффициент условий работы, равный 0.6 для грунтов III категории по сейсмическим свойствам, дополнительно умножаем на 1.15 при повторяемости землетрясений 3,
γn= 1.15 - коэффициент надежности для зданий II класса,
Na= 456,5 кН < 0.6 х 2462,9 х 1.15 / 1.15 = 1699 кН.
Условие выполняется.