Сбор нагрузок на фундамент. Расчет конструкции по первой и второй группам предельных состояний, страница 2

k_z – коэффициент, принимаемый равным 1 при b< 10 м;

  γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (γ_II = 18,61 кН/м³);

γ^’_II – то же, залегающих выше подошвы, кН/м³ (γ^’_II= 19,27 кН/м³);

b – ширина подошвы фундамента, м;

C_II– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; 

d – глубина заложения фундамента, м;

d_b– глубина подвала, м.

Краевые напряжения под подошвой фундамента вычисляются по формулам:

, где N₀₁ – сумма вертикальных нагрузок в уровне обреза здания, кН;

b– ширина подошвы фундамента, м;

γ_m – усредненное значение удельных весов материалов фундамента и грунта обратной засыпки котлована, кН/м³;

d – глубина заложения фундамента, м.

Для центренно нагруженных фундаментов установлены следующие условия:

;

Вес 1 м стены фундамента G_Ф = 41,69 кН.

Вес грунта на обрезе фундамента:

, где G_гр – вес грунта на обрезе фундамента, кН;

V_гр – объем грунта, м³;

  γ^’_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, кН/м³.

 кН.

Определим ширину подошвы фундамента bпо методу последовательных приближений.

Первое приближение:        м;

 кПа.

Второе приближение:        м;

 кПа;

 кПа.

Третье приближение:         м;

 кПа;

 кПа.

Четвертое приближение:   м;

 кПа;

 кПа.

Определим ширину подошвы фундамента графическим методом

Рисунок 3.1 – График зависимости Rи P  от b

Принимаем в качестве подушки железобетонную плиту Ф 24  шириной  b = 2,4 м.

Для плиты шириной  b = 2,4 м вычисляем расчетное сопротивление грунта.

 кН;

Зная размеры фундамента вычисляем его объем, а также вес грунта на его обрезах и проверяем давление по подошве

, где р– давление под подошвой фундамента, кПа;

N– вертикальная сила, кН;

А_ф – площадь подошвы фундамента, м².

 кПа.

Проверяем выполнение условия:

.

Условие выполняются, недонапряжение составило   %.

Окончательно принимаем в качестве подушки фундамента сборную плиту марки Ф 24.

Расчет конструкции по первой и второй группам предельных состояний

Рассчитаем конструкцию фундамента по первой и второй группам предельных состояний. В качестве материала фундамента берем бетон класса В 25. Под подошвой фундамента предусмотрена песчано-гравийная подготовка, поэтому высоту защитного слоя бетона примем равной а = 3,5 см.

Вычислим рабочую высоту сечения по формуле

, где h₀ – рабочая высота сечения, см;

h – высота фундаментной плиты, см;

а – толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры, см.

 см.

Определим расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах:

Вес 1 м стены фундамента  = 53,5 кН.

Вес грунта на обрезе фундамента:

, где  – расчетный вес грунта на обрезе фундамента, кН;

G_гр – вес грунта на обрезе фундамента, кН;

 кН.

Найдем максимальное давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок по формулам:

, где р– давление под подошвой фундамента, кПа;

N– расчетная вертикальная сила, кН;

А_ф – площадь подошвы фундамента, м².

 кПа.

Напряжение в грунте под подошвой фундамента у грани стены определим по формуле:

, где p_i – напряжения в любом расчетном сечении подошвы фундамента, кПа;

N– вертикальная сила, кН;

 А – площадь подошвы фундамента, м²;

l_i – расстояние от оси фундамента до рассматриваемого сечения, м;

b – ширина фундамента, м.

 кПа.

Поперечная сила у грани стены определим по формуле

, где Q_i – поперечная сила в сечении внецентренно нагруженного фундамента, кН;