Определение предварительных размеров подошвы фундамента

Табличные значения R0используются при определении предварительных размеров подошвы фундамента. Табличные значения R0 относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.

Итак, к фундаменту приложены вертикальная сила NII = 11400 кН и моменты МII = =27864кН·м.

Глубина заложения фундамента d = 3,4м.

В первом приближении рассчитаем этот фундамент как центрально нагруженный.

R0 = 400кПа.

По формуле

А = NII / (R – гmII·d),

где NII – расчётная нагрузка по IIгруппе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента, кН; R – принятое расчётное сопротивление грунта основания, кПа; гmII – осреднённое расчётное значение удельного веса грунта и материала фундамента, кН/м3; d–глубина заложения фундамента, м.

Аf1 = 11400 / (400 – 23·3,4) = 35,43 м2,

откуда b1 = ℓ1 = = 5,95м.

Теперь по п. 2.41, формула (7)[1], найдём R2:

R = (гc1гc2/k)[MгkzbгII + Mqd1г'II + MccII],

где гc1 и гc2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3[1];

k – коэффициент, k = 1, если характеристики грунтов определены опытным путём, k = 1,1, если характеристики приняты по справочным таблицам;

M𝜸,Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по табл. 4[1];

kz – коэффициент, при b< 10 м kz = 1, при b 10 м kz = Z0/b + 0,2 (здесь Z0 = 8 м); b -ширина подошвы фундамента, м;

гII - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;

г'II – то же, для грунтов, залегающих выше подошвы;

сII – расчётная величина удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1 – глубина заложения фундамента.

R2 = (1,4·1,4/1)[1,81·1·5,95·20,0 + 8,24·3,4·20,0 + 9,97·0] = 1520,4 кПа.

При полученном значении R2 площадь подошвы фундамента

Аf2 = 11400 / (1520,4 – 23·3,4) = 7,0 м2.

Примем соотношение сторон подошвы фундамента з = ℓ/b = 1,5.

Тогда b = = 2,16м. ℓ = 2,16·1,5 = 3,24 м.

Для b =2,16 м определим R:

R = 1,4·1,4/1)[1,81·1·2,16·20,0 + 8,24·3,4·20,0 + 9,58·0] = 1251,5 кПа.

При полученном значении R площадь подошвы фундамента

Аf2 = 11400 / (1251,5 – 23·3,4) = 9,72 м2.

Тогда b = = 2,55м. ℓ = 2,55·1,5 = 3,83 м.

Учитывая, что на фундамент действует ещё момент МII = 27864кН·м, увеличим Аf2 на 20%, тогда ориентировочно примем Аf2 = 12,0 м2.

Примем размеры фундамента b·ℓ = 4,0·3,0= 12,0 м2.

Допустимое краевое давление, при действии моментов относительно обеих главных осей инерции

pmaxII = (NII/A)(1 ± 6ex/ℓ±6ey/b) – применительно к прямоугольной площади minIIподошвы фундамента.

Допустимое краевое давление, при действии момента относительно одной из главных осей инерции

pmaxII = (NII/A)(1 ± 6e/ℓ ) – применительно к прямоугольной площади minIIподошвы фундамента.

Эксцентриситетex определяем, м, по формулам

ex = MxII/NII.

ex = 27864/11400 = 2,44м;

pmaxII = (11400/12,0)(1 + 6·2,44/4,0) = 4427,0кПа> 1,2R/1,4 = =1251,5·1,2/1,4=1072,7кПа, условие не выполняется.

pminII = (11400/12,0)(1 - 6·2,44/4,0 ) = - 2527,0 кПа<0, отрыв подошвы фундамента.

Следовательно, максимальное давление под углом фундамента не удовлетворяет условию pmaxII≤ 1,2R/гnи размеры подошвы следует увеличить.

Примем b·ℓ = 6,0·4,0= 24,0 м2. Пересчитаем R = 1,4·1,4/1)[1,81·1·4,0·20,0 + 8,24·3,4·20,0 + 9,58·0] = 1382,0 кПа.

pmaxII = (11400/24,0)(1 + 6·2,44/6,0 ) = 1615,0кПа> 1,2R/1,4 = =1382,0·1,2/1,4=1184,6кПа, условие не выполняется, следовательно увеличим размеры фундамента.