Расчетное сопротивление грунта R характеризует предельный уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой.
R – расчетное сопротивление грунта основания, это такое давление, при котором глубина зон пластических деформаций (t) под подошвой фундамента равна 1/4b.
Последовательность расчета при подборе размеров фундамента:
1. задаются формой подошвы фундамента:
Если фундамент ленточный, то рассматривается участок ленты длиной 1м и шириной b. Если фундамент прямоугольный, то задаются соотношением сторон прямоугольника в виде h=b/l= 0,6…0,85. Тогда A=bl=b2/h, где A – площадь прямоугольника, l – длина, b – ширина прямоугольника. Отсюда 
. Частным случаем прямоугольника является квадрат, в этом случае 
2. вычисляют предварительную площадь фундамента по формуле:
,
где NII – сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа. В случае ленточных фундаментов это погонная нагрузка, в случае прямоугольных и квадратных – сосредоточенная нагрузка;
R0 – табличное значение расчетного сопротивления грунта, где располагается подошва фундамента, кПа;
ɣ'II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала:
,
где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
ɣcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3;
3. по известной форме фундамента вычисляют ширину фундамента:
в случае ленточного фундамента b=A¢;
|
|
в случае квадратного фундамента 
;
в случае прямоугольного 
и l=h/b.
4. Вычисляют расчетное сопротивление грунта основания R:
.
где db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала В > 20 м - db = 0); d1 – глубина заложения подошвы фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.
Среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R.
9.Определение размеров подошв центрально нагруженных фундаментов по расчетным сопротивлениям. Ленточные и прямоугольные в плане фундаменты.
Центрально нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок проходит через центр тяжести площади его подошвы. Реактивное давление грунта по подошве жесткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределенным pII=(NoII+GfII+GgII)/A, где NoII - расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; GfIIи GgII - расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах; А - площадь подошвы фундамента.
Последовательность расчета при подборе размеров фундамента:
1. задаются формой подошвы фундамента:
Если фундамент ленточный, то рассматривается участок ленты длиной 1м и шириной b. Если фундамент прямоугольный, то задаются соотношением сторон прямоугольника в виде h=b/l= 0,6…0,85. Тогда A=bl=b2/h, где A – площадь прямоугольника, l – длина, b – ширина прямоугольника. Отсюда . Частным случаем прямоугольника является квадрат, в этом случае
|
|
2. вычисляют предварительную площадь фундамента по формуле:
,
где NII – сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа. В случае ленточных фундаментов это погонная нагрузка, в случае прямоугольных и квадратных – сосредоточенная нагрузка;
R0 – табличное значение расчетного сопротивления грунта, где располагается подошва фундамента, кПа;
ɣ'II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала:
,
где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала, м;
ɣcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3;
3. по известной форме фундамента вычисляют ширину фундамента:
в случае ленточного фундамента b=A¢;
в случае квадратного фундамента ;
в случае прямоугольного и l=h/b.
4. Вычисляют расчетное сопротивление грунта основания R:
.
где db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала В > 20 м - db = 0); d1 – глубина заложения подошвы фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала
10. Определение перемещений \ осадок \ фундаментов мелкого заложения. Регулирование перемещений фундаментов при проектировании.
|
|
Расчет по второй группе предельных состояний производят с целью предотвращения предельных деформаций оснований и фундаментов (осадок, кренов, горизонтальных перемещений)
Различают две группы методов расчета осадок:
а) методы, основанные на строгих расчетах (определение осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности);
б) приближенные решения (расчет осадок методом послойного суммирования, расчет осадок методом эквивалентного слоя и др.).
При определении осадок линейно деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности используют строгие решения о распределении напряжений в однородном изотропном массиве грунтов от нагрузок, приложенных на его поверхности.
Зависимость между осадкой подошвы центрально нагруженного фундамента s, площадью фундамента А = a. b (а – длина, b - ширина подошвы фундамента) и средним значением дополнительного давления ро имеет вид:
s = ω ро b (1 – ν2) / E, (8.2)
где ω – коэффициент, зависящий от формы площади и жесткости фундамента, принимается по таблице 7.1 [2];
ро - среднее значение дополнительного давления от фундамента сооружения, кПа;
ν - коэффициент Пуассона грунта основания;
Е - модуль деформации, кПа.
Среднее значение дополнительного давления ро:
ро = р - γ h, (8.3)
где γ - удельный вес слоя грунта ограниченной мощности;
h - толщина слоя грунта ограниченной мощности.