Определение давления на грунт основания под подошвой фундамента

Вертикальная расчетная нагрузка, приходящаяся на грунт основания под подошвой фундамента, определяется по формуле:

N^II=N_{0^II+Nф+Nгр}

где N_{0^II — расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента;}

N_{ф — вес фундамента, который определяется по формуле:}

Nф=Vф*гж/б где V_{ф — объем фундамента: Vф=V1+ V2 +V3 +V4;}

г_{ж/б — удельный вес железобетона, который равен 23 кН/м³ .}

N_{гр — расчетный вес грунта, лежащего на уступах фундамента:}

Nгр = Vгр *гсрII.

гсрII =?гhII /?h.

г_{ср^II — усредненное значение удельного веса грунта:}

гсрII =?гhII /?h.

где h — мощность слоя грунта.

Момент, действующий по подошве фундамента, определяют по формуле.

М^II = М_{0^II +T^II*Hф}

где М_{0^II — момент, действующий по обрезу фундамента; T^II — сдвигающее горизонтальное усилие; Hф — высота фундамента (размер по вертикали от обреза фундамента до подошвы).}

Эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести:

е = М^II / N^II

Среднее давление под подошвой фундамента.

Р^II_{ср = N^II/ Аф}

где А_{ф — площадь подошвы фундамента.}

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента.

P^max = N^II/А_ф*(1+6e/l)

P_{min = N^II/Аф*(1−6e/l)}

Рис. 4 Эпюра давлений под подошвой фундамента.

Для 1-го типа фундамента согласно ГОСТ 13 580–85: объем бетона: 0,26 м³; Размер: 1000*300*1180 мм.

Рис. 5 Конструкция монолитного железобетонного фундамента.

Конструируем фундамент в соответствии с размерами колонн (фундаменты 2,3,4,5 типов), глубиной заложения и площадью подошвы фундамента. Основные размеры приведены в таблице 7 (рисунок 5).

Табл. 7 Основные размеры фундамента

Табл.8 Размеры плитной части

Для определения веса фундамента вычислим его объем для всех типов и сведем результаты вычислений в таблицу 9 (т.к. «стакан» полый, то из объема подстаканника надо вычесть объем стакана — V4= V4*-0,9*0,71=2,03−0,64=1,39 м³ (для 2,3,4 типов фундамента) и V4= V4*-0,65*0,3=0,73−0,19=0,54 м³ (для 5 типа фундамента):

Табл.9 Расчет объема фундамента

Зная объем фундамента, получим вес фундамента:

Табл.10 Расчет веса фундамента

Для 1-го типа фундамента: N_{ф=0,26*23=5,98 кН.}

Определим N_{гр (расчетный вес грунта, лежащего на уступах фундамента). Так как в пределах заложения фундамента тип грунта не меняется, то гср^II — усредненное значение удельного веса грунта тоже одинаково и равно 18,2 кН/м³.}

V_{гр — объем грунта, вычисляемый по формуле: Vгр =dф*b*l — Vф ,}

где d_{ф — глубина заложения подошвы фундамента; b — ширина подошвы фундамента; l — длина подошвы фундамента. Проделаем вычисления для всех типов фундамента и результаты сведем в таблицу 11:}

Табл.11 Расчет объема грунта и веса грунта

Теперь можно определить вертикальную расчетную нагрузку, приходящуюся на грунт основания под подошвой фундамента:

Табл.12 Расчет вертикальной расчетной нагрузки