4.2 Определение площади подошвы фундамента

Площадь Атр подошвы фундамента определяем по формуле:

Атр = Ncol II / (R2усл - gmt×d) = 1310,19 / (146,29 - 20×2,05) = 12,44 м2

Ncol II = max Ncol II× gf = 1310, 19×1 = 1310,19 кН

(gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый 1)

gmt = 20 кН / м3 - средний удельный вес материала (бетона) фундамента и грунта на его уступах.

d – глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.

4.3 Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

Принимаем фундамент ФВ 12-1 с размерами подошвы l = 4,2 м, b = 3,0 м, тогда

А = l × b = 12,6 м2, Нф = 1,5 м, объём бетона Vfun = 7,8 м3

Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:

Gfun II - расчетное значение веса фундамента

Gg II - расчетное значение грунта на его уступах

Vg – объем грунта на уступах

Gfun II = Vfun ×gb × gf = 7,8 × 25×1 = 195 кН

Vg = l×b×d - Vfun = 4,2 × 3 × 2,05 –7,8 = 18,03 м3

Gg II = Vg × kpз × gII × gf = 18,03 × 0,95 × 17,05 × 1 = 292 кН

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = Ncol II + Gg II + Gfun II =1310,19 + 292 + 195 = 1797 кН

Mtot II = Mcol II + Qtot II · Нф =826,87 + 81,91 × 1,5 = 950 кНм

Qtot II = Qcol II = 81,91 кН

4.4 Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента (l = 4,2 м, b = 3 м, d = 2,05 м)

=

=(1,1·1) ·(0,12·1·4,2·8,21+1,47· [0,8·17,05+(2,05-0,8) ·8,21] +3,82·29) = 140 кПа

4.5 Давление на грунт под подошвой фундамента

Определяем среднее PII mt, максимальное PII max и минимальное PII min давления на грунт под подошвой фундамента:

P II max = Ntot II /A + Mtot II / W = 179712,6 + 950×6/3×4,2² = 251 кПа

P II min = Ntot II /A - Mtot II / W = 1797/12,6 - 950×6/3×4,2² = 35 кПа

P II max = 251 кПа < 1,2×R = 1,2 × 140 = 168 кПа

Условие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.

Принимаем фундамент ФВ 13-1 с размерами подошвы l = 4,2 м, b = 3,6 м, тогда

А = l × b = 15,2 м2, Нф = 1,5 м, объём бетона Vfun = 9,3 м3

Gfun II = Vfun ×gb × gf = 9,3 × 25×1 = 232,5 кН

Vg = l×b×d - Vfun = 4,2 × 3,6 × 2,05 –9,3 = 21,6 м3

Gg II = Vg × kpз × gII × gf = 21,6 × 0,95 × 17,05 × 1 = 350 кН

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = Ncol II + Gg II + Gfun II =1310,19 + 350 + 232,5 = 1893 кН

Mtot II = Mcol II + Qtot II · Нф =826,87 + 81,91 × 1,5 = 950 кНм

Qtot II = Qcol II = 81,91 кН

Давление на грунт под подошвой фундамента

P II max = Ntot II /A + Mtot II / W = 1893/15,2 + 950×6/3,6×4,2² = 215 кПа

P II min = Ntot II /A - Mtot II / W = 1893/15,2 - 950×6/3,6×4,2² = 35 кПа

P II max = 215 кПа < 1,2×R = 1,2 × 140 = 168 кПа

Условие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.

Принимаем фундамент ФВ 14-1 с размерами подошвы l = 4,8 м, b = 3,6 м, тогда

А = l × b = 17,28 м2, Нф = 1,5 м, объём бетона Vfun = 10,2 м3

Gfun II = Vfun ×gb × gf = 10,2 × 25×1 = 255 кН

Vg = l×b×d - Vfun = 4,8 × 3,6 × 2,05 –10,2 = 25,2 м3

Gg II = Vg × kpз × gII × gf = 25,2 × 0,95 × 17,05 × 1 = 408 кН

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = Ncol II + Gg II + Gfun II =1310,19 + 408 + 255 = 1973 кН

Mtot II = Mcol II + Qtot II · Нф =826,87 + 81,91 × 1,5 = 950 кНм

Qtot II = Qcol II = 81,91 кН

Давление на грунт под подошвой фундамента

P II max = Ntot II /A + Mtot II / W = 1973/17,28 + 950×6/3,6×4,8² = 182 кПа

P II min = Ntot II /A - Mtot II / W = 1973/17,28 - 950×6/3,6×4,8² = 45 кПа

P II max = 182 кПа < 1,2×R = 1,2 × 140 = 168 кПа

Условие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.

Принимаем фундамент ФВ 15-1с размерами подошвы l = 4,8 м, b = 4,2 м, тогда

А = l × b = 20,16 м2, Нф = 1,5 м, объём бетона Vfun = 11,7 м3

Gfun II = Vfun ×gb × gf = 11,7 × 25×1 = 293 кН

Vg = l×b×d - Vfun = 4,8 × 4,2 × 2,05 –11,7 = 29,6 м3

Gg II = Vg × kpз × gII × gf = 29,6 × 0,95 × 17,05 × 1 = 480 кН

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Ntot II = Ncol II + Gg II + Gfun II =1310,19 + 480 + 293 = 2083 кН

Mtot II = Mcol II + Qtot II · Нф =826,87 + 81,91 × 1,5 = 950 кНм

Qtot II = Qcol II = 81,91 кН

Давление на грунт под подошвой фундамента

P II max = Ntot II /A + Mtot II / W = 2083/20,16 + 950×6/4,2×4,8² = 162 кПа

P II min = Ntot II /A - Mtot II / W = 2083/20,16 - 950×6/3,6×4,8² = 44 кПа

P II max = 162 кПа < 1,2×R = 1,2 × 140 = 168 кПа

P II min = 44 кПа > 0

P II mt = Ntot II /A = 2083/20,16 = 94,4

P II mt = 94,4 < R = 140

Все условия ограничения давлений выполнены.

Эпюра контактных давлений по подошве фундамента приведена на рисунке 5.

4.6 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5 (Рис.6).

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83

szg,0 = [gII×dw + gsb II ×(d - dw)] = [17,05×0,8 + 8,21 × (2,05 – 0,80)] = 24 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt - szg,0 = 94,4 – 24 = 70,4 кПа

Соотношение сторон подошвы фундамента

η = l/b = 4,8/4,2 = 1,1

Значения коэффициента a устанавливаем по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83

Для удобства пользования указанной таблицей из условия ξ=2hi/b=1,68/4,2=0,4 принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 4,2 = 0,84 м

Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 8

Определение осадки

Таблица 8