Определение основных размеров подошвы фундамента

Прежде чем определять размеры подошвы фундаментов, необходимо проанализировать конструктивную схему здания (сооружения) и установить наиболее целесообразный тип фундаментов в рассматриваемых грунтовых условиях. В процессе анализа уточняются размеры и материал основных элементов здания, выявляется жесткость конструкций и их чувствительность к неравномерным осадкам, а также устанавливается характер передачи нагрузок на основание, материал и форма подошвы фундаментов. Анализ заканчивается определением (сбором) нагрузок, действующих на основание.

Для промышленных зданий без подвалов нагрузки, обычно, суммируют на уровне спланированной отметки земли. При этом должны быть установлены наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок.

Расчет размеров подошвы фундаментов необходимо производить на основании сочетания расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки n = 1.

Для назначения размеров подошвы фундаментов промышленных и гражданских зданий применяются аналитические и графические методы. При выполнении курсового проекта будем использовать метод последовательных приближений.

Рис. 8. Схема к определению размеров подошвы фундамента под колонну промышленного здания.

Площадь подошвы фундамента в первом приближении равна:

- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его обрезах;

R₀ – расчетное сопротивление грунта основания

d – глубина заложения.

На основание передаются вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки. Поэтому подошву фундамента принимаем прямоугольной формы в плане. Для определения размеров подошвы задаемся соотношением сторон n=b/a=0,7, тогда:

a = √A/n=√16,47/0,7=4,85

b=0,7*4,85=3,4

принимаем а=5,4 м, b=4,2 м. (A=22,68 м²)

Вычисляем расчетное сопротивление грунта основания R:

где g_с1 и g_с - коэффициенты, условий работы,

k - коэффициент, принимаемый равным: k ₁=1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k ₁=1,1;

М_g, М_q , M_c - коэффициенты, принимаемые по табл.;

k_z - коэффициент, принимаемый равным:

при b < 10 м - k_z =1, при b ³ 10 м - k_z = z₀ / b +0,2 (здесь z₀ =8 м);

b - ширина подошвы фундамента, м;

g_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (тс/м³);

g^/_II - то же, залегающих выше подошвы;

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²);

d ₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³ (тс/м³);

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала B > 20 м - d_b = 0).

g_взв = 2,7-1/1+0,84 = 9,24

Максимальное , среднее и минимальное давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям:

P_max ≤ 1,2R

P ≤ R

P_min/P_max ˃ 0, 25

P_min/ P_max =113,4/129,96=0,87 ˃ 0, 25

Определяем коэффициент запаса:

Условие выполняется с запасом (kз,₁ = 10,9%), следовательно, размеры подошвы оставляем равными а=5,4 м, b=4,2 м.