ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА ПО РАСЧЕТНОМУ СОПРОТИВЛЕНИЮ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ
5.1. Приведение внешних нагрузок к уровню подошвы фундамента для каждого сочетания нагрузок:
вертикальная сила N = No + Gf + Ggr ;
изгибающий момент МX = МX0 + QY0 HF - GFB E ;
изгибающий момент MY = MY0 + QX0 HF ,
где индекс "о" указывает на то, что усилие действует на уровне верхнего обреза фундамента;
GFB и E - соответственно вес и эксцентриситет усилия от фундаментной балки.
При наличии подвала дополнительно учитывается давление грунта на боковую поверхность фундамента (активное давление грунта).
При МX = 0 и МY = 0 принимают значение вспомогательного коэффициента КR = 1, при МX > 0 и МY > 0 KR = 1.5 , при МX > 0 и МY = 0 КR = 1.2.
Рис. 5.1. Расчетная схема для определения размеров подошвы внецентренно-нагруженного фундамента.
5.2. Назначение ориентировочной (первое приближение) ширины подошвы фундамента исходя из конструктивных требований; величины нагрузки N0,MAX; прочностных характеристик грунта (j, С, Ro).
5.3. Определение расчетного сопротивления грунта основания R по формуле (7) /7/ или по приближенной методике по данным приложения 3 /12/ (при этом, удельный вес грунта основания принимается средневзвешенным в пределах глубины BF/2 (где BF - ширина подошвы фундамента). При необходимости удельный вес грунта принимается с учетом взвешивающего действия воды).
5.4. Требуемая длина подошвы фундамента (без учета действия изгибающего момента):
LF = N0,MAX/ ((R - GM) BF) ,
где N0,MAX - максимальное (для всех сочетаний нагрузок вертикальное усилие, действующее по верхнему обрезу ф-та; GM - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (16 - 22 кН/м3).
Длина подошвы фундамента принимается кратной модулю 100 или 300 мм. Если отношение LF / BF больше допустимого значения (как правило, 1.5 - 2.0) следует увеличить ширину подошвы ф-та и повторить расчет с п.4.3.
5.5. Площадь подошвы ф-та AF = BF LF.
5.6. Вес ф-та и грунта на его обрезах GF =BF LF D GM ,
где D - глубина заложения подошвы ф-та (от отметки планировки).
5.7. Вертикальная сила, действующая на уровне подошвы ф-та:
N = N0,MAX + AF GM D .
5.8. Среднее давление на основание P = N / AF .
5.9. Проверка условия P£R .
Если условие не выполняется, возможны такие варианты :
а) увеличить ширину подошвы до величины не более чем BF,MAX, переход к п.5.3;
б) увеличить длину подошвы до величины не более чем LF,MAX, с учетом условия LF/BF£(LF/BF)MAX, переход к п.5.5;
в) увеличить глубину заложения подошвы фундамента, переход к п.5.1;
г) при P£1.2 можно продолжить расчет "за пределами" линейной зависимости осадки ф-та от давления на основание - см. /7/.
5.10. Проверка условия P >= 0.9 R .
Если условие не выполняется и размеры подошвы больше размеров поперечного сечения подколонника - следует уменьшить длину (ширину) подошвы ф-та и перейти к п.5.5 (п.5.3).
5.11. Если KR = 1 - переход к п.5.14.
5.12. Для всех сочетаний нагрузок определяется максимальное давление на основание PMAX и проверяется условие PMAX £ KR R.
PMAX,I = NI / AF + MX,I / WX + MY,I / WY , WX= BF LF LF / 6,
WY= LF BF BF / 6.
Если хотя бы одно из условий не выполняется - следует поступить согласно указаниям п.5.9.
5.13.Для всех сочетаний нагрузок определяется минимальное давление на основание PMIN и проверяется условие : PMIN ³0 (или 0.25 R - для зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью не менее 75 тс). PMIN,I вычисляется аналогично PMAX,I с заменой знака "+" в формуле на знак "-". Если одно из условий не выполняется - следует поступать согласно указаниям п.5.9.
Возможны другие подходы к определению размеров подошвы ф-та,
например, по готовым формулам (см. приложение), что не исключает выполнения проверочных расчетов для краевых давлений на основание.
Для ленточных фундаментов нагрузки задаются на 1 погонный метр длины фундамента. В расчетных формулах алгоритма BF соответствует LF = 1 м, а LF соответствует BF (определяется ширина подошвы фундамента при заданной длине подошвы фундамента LF). Коэффициент KR<=1/2 (MY=0).
В качестве минимально допустимой ширины подошвы фундамента может быть принята толщина стены (округленная до модульного раз-
мера, кратного 100 или 200 мм).