Определение расчетного сопротивления грунта

 

 

Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле для зданий без подвала:

       (2.2)

где γ₁, γ₂ - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.2 [3];

k - коэффициент, принимаемый равным k = 1,1, так как прочностные характеристики грунта j и с определены по таблицам;

М_y, М_q,М_c - коэффициенты, принимаемые по таблице 5.3 [3]; (j_II =13,9⁰)

k_z - коэффициент, принимаемый равным k_z = 1, так как b < 10 м;

b - ширина подошвы фундамента, м;

g _II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фун­дамента, кН/м³;

g ^’ _II - то же, залегающих выше подошвы фундамента;

d ₁ - приведенная глубина заложения фундамента;

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

 - так как отсутствует подвал.

Коэффициенты условий работы γ_с1 и γ_с2 для зданий с жесткой конструктивной системой:

γ ₁ = 1,2; γ ₂ = 1,04.

По таблице 5.3 [3] находим:

М _у = 0,287; М _q = 2,158; М _с = 4,676.

Осредненное значение удельного веса грунта выше и ниже подошвы фундамента определяется по формуле:

                                       (2.3)

где h_i – расчетная толщина слоев ниже и выше подошвы фундаментов соответственно.

Выше подошвы фундамента:

Средневзвешенное значение удельного веса грунта ниже подошвы фундамента определяем в пределах глубины z = 0,5 ∙ b = 0,5 ∙ 2,4 = 1,2 м для фундаментов шириной до 10м, определим:

Подставим в (2.2):

 

Расчетная схема к определению величины R указана на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1- Расчетная схема

Проверка давления под подошвой фундамента

 

 

Полная нагрузка на уровне подошвы:

                                                     (2.4)

где  - осредненный вес фундамента и грунта на его уступах, равный:

                                             (2.5)

где - площадь подошвы фундамента;

 - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м³.

Фактическое давление фундамента на основание:

                                                (2.6)

Условие  удовлетворяется. Расхождение составляет:

Среднее давление не должно отличается от расчетного сопротивления более чем на 10%. В нашем случае оно составляет 48,57% - это указывает на то, что площадь подошвы фундамента взята с большим запасом и необходимо уменьшить размеры фундамента и выполнить перерасчет.

Путём последовательных приближений производится уточнение размеров подошвы фундамента. При определении размеров подошвы фундаментов b можно воспользоваться графическим способом.

Строим график зависимости расчетного сопротивления грунта  от ширины подошвы фундамента . Так как эта зависимость линейная достаточно определить две точки (см. рис. 2.2):

При =0

При =2,1 м, = 0,5 ×  =1,05 м< =1,5 м, следовательно, грунт под подошвой фундамента можно считать однородным:

Для построения зависимости  подставим в формулу  несколько значений  и постоянное значение величины = 20 ^. 1,95=39 кПа, находим соответствующее значение :

для =1 м =1200/1+39=1239 кПа;

для =1,2 м =1200/1,2²+39=872 кПа;

для =1,4 м =1200/1,4²+39=651 кПа;

для =1,6 м =1200/1,6²+39=508 кПа;

для =1,8 м =1200/1,8²+39=409 кПа;

для =2,0 м =1200/2,0²+39=339 кПа;

для =2,2 м =1200/2,2²+39=287 кПа;

Точка пересечения двух графиков дает величину b» 2,00 м. Принимаем ширину фундамента b =1,8 м, кратно 300 мм.

 

Рисунок 2.2 – Определение ширины подошвы фундамента

 

Принимаем фундамент размерами 2,7х1,8 м из конструктивных соображений.

Расчетное давление для принятой ширины подошвы фундамента составит:

Проверяем фактическое давление фундамента на основание.

Нагрузка по грунту:

Полная нагрузка на основание в уровне подошвы составляет:

Фактическое давление фундамента на основание:

Условие  удовлетворяется. Расхождение составляет:

При расчете загруженных фундаментов должны выполняться следующие условия:

                                   (2.7)

                                       (2.8)

Условие выполняется.

Следовательно, размеры фундамента подобраны правильно.