Определение площади подошвы фундамента производится из расчета по деформациям:
При этом должно выполняться условие:
Где:
· Р – среднее давление под подошвой фундамента, КПа.
· R – расчетное сопротивление грунта основания, КПа, определяемое по формуле (15)
Исходя из этого условия, определяем размеры подошвы фундамента, а затем приступаем к расчету осадки S и проверке условия (13).
(15)
Где: gс1 и gс2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по таблице 5.
K - коэффициент, принимаемый равным: k 1 = 1, если прочностные характеристики грунта (jII и сII) определены непосредственными испытаниями, и k 1 = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 СниП 2.02.01-83*
Мg, Мq, Mc - коэффициенты, принимаемые по таблице 6 (табл. 4 СниП 2.02.01-83*)
kz - коэффициент, принимаемый равным:
· при b < 10 м – kz = 1
· при b ³ 10 м – kz = z0 / b + 0,2 (здесь z0 = 8 м);
b – ширина подошвы фундамента, м;
gII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3
g/II – то же, залегающих выше подошвы;
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа
d 1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3
db - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м – db = 0).
Таблица 5
Грунты | Коэффициент gс 1 | Коэффициент gс 2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L / H, равном | |
4 и более | 1,5 и менее | ||
- Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых | 1,4 | 1,2 | 1,4 |
- Пески мелкие | 1,3 | 1,1 | 1,3 |
- Пески пылеватые: | |||
· маловлажные и влажные | 1,25 | 1,0 | 1,2 |
· насыщенные водой | 1,1 | 1,0 | 1,2 |
- Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL £ 0,25 | 1,25 | 1,0 | 1,2 |
- Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя 0,25 < IL £ 0,5 | 1,2 | 1,0 | 1,1 |
- Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL > 0,5 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента gс2 принимается равным единице.
Таблица 6
Угол внутреннего трения, j II, град. | Коэффициенты | Угол внутреннего трения, j II, град. | Коэффициенты | ||||
Мγ | Mq | Мc | Мγ | Mq | Мc | ||
1,00 | 3,14 | 0,69 | 3,65 | 6,24 | |||
0,01 | 1,06 | 3,23 | 0,72 | 3,87 | 6,45 | ||
0,03 | 1,12 | 3,32 | 0,78 | 4,11 | 6,67 | ||
0,04 | 1,18 | 3,41 | 0,84 | 4,37 | 6,90 | ||
0,06 | 1,25 | 3,51 | 0,91 | 4,64 | 7,14 | ||
0,08 | 1,32 | 3,61 | 0,98 | 4,93 | 7,40 | ||
0,10 | 1,39 | 3,71 | 1,06 | 5,25 | 7,67 | ||
0,12 | 1,47 | 3,82 | 1,15 | 5,59 | 7,95 | ||
0,14 | 1,55 | 3,93 | 1,24 | 5,95 | 8,24 | ||
0,16 | 1,64 | 4,05 | 1,34 | 6,34 | 8,55 | ||
0,18 | 1,73 | 4,17 | 1,44 | 6,76 | 8,88 | ||
0,21 | 1,83 | 4,29 | 1,55 | 7,22 | 9,22 | ||
0,23 | 1,94 | 4,42 | 1,68 | 7,71 | 9,58 | ||
0,26 | 2,05 | 4,55 | 1,81 | 8,24 | 9,97 | ||
0,29 | 2,17 | 4,69 | 1,95 | 8,81 | 10,37 | ||
0,32 | 2,30 | 4,84 | 2,11 | 9,44 | 10,80 | ||
0,36 | 2,43 | 4,99 | 2,28 | 10,11 | 11,25 | ||
0,39 | 2,57 | 5,15 | 2,46 | 10,85 | 11,73 | ||
0,43 | 2,73 | 5,31 | 2,66 | 11,64 | 12,24 | ||
0,47 | 2,89 | 5,48 | 2,88 | 12,51 | 12,79 | ||
0,51 | 3,06 | 5,66 | 3,12 | 13,46 | 13,37 | ||
0,56 | 3,24 | 5,84 | 3,38 | 14,50 | 13,98 | ||
0,61 | 3,44 | 6,04 | 3,66 | 15,64 | 14,64 |
Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:
Где:
· N – суммарная нагрузка от надземной части здания;
· G – собственный вес фундамента, определяемый по конструктивным чертежам фундамента исходя из удельного веса, или же из веса отдельных блоков сборного фундамента, кН;
· Gгр – вес грунта на уступах фундамента определяется, исходя из из объема и удельного веса грунта, кН;
· А – площадь фундамента (для ленточных фундаментов: )
При расчете внецентренно-нагруженного фундамента добиваются выполнения условия:
Или аналогично ему:
При этом должно быть:
·
·
·
Здесь:
· M0 – суммарный момент относительно центра подошвы фундамента
· е0 – эксцентриситет внешних сил,
· - длина фундамента в направлении момента
Таким образом при определении Р и R необходимо знать площадь фундамента , а так же глубину заложения d.
Эти размеры задаются предварительно, исходя из формул или опыта проектирования, а затем проверяется выполнение условий (14) и (13) и производится расчет конструкции фундамента.
4.1 Предварительное определение размеров фундамента в плане.
Предварительно площадь фундамента любой формы в плане можно определить из выражения:
Где:
· – определяется согласно приложения 3 СНиП 2.02.01-83*
· - определенное значение удельного веса кладки и грунта на уступах фундамента,
· - глубина заложения фундамента от уровня планировки;
· Ширина b для квадратного в плане фундамента: ; для прямоугольного , где – отношение ширины к длине фундамента, 1,1 ÷ 1,4
Для ленточного фундамента:
При внецентренно-нагруженном фундаменте кроме формул (18) и (18.а) можно пользоваться так же следующими:
· При трапециевидной эпюре напряжений под подошвой фундамента большая сторона подошвы (рисунок 6)
Рисунок 6
Смещение С = е
Где:
При треугольной эпюре напряжений под подошвой фундамента: