Определение геометрических размеров фундамента.

Ориентировочную площадь подошвы фундамента можно определить по усилию N_{n max} как для центрально нагруженного фундамента с учетом коэффициента _n=0,95

A = Nⁿ_n / (R_o - d_m ) = 2529,20,95 / (300 – 1,620) =8,97 м²,

где R_o=300 кН/м²; _m=20 кН/м³;

Назначая отношение сторон фундамента b/a = 0,8, вычисляем размеры сторон подошвы:

a_f = = 3,4 м; b_f =0,83,4 = 2,7 м.

Учитывая наличие момента и распора, увеличиваем размеры сторон примерно на 10-15%; принимаем а_fb_f =3,83,0 м;

площадь подошвы: А= 3,83,0 = 11,4 м²;

момент сопротивления подошвы в плоскости изгиба:

W_f =3,03,8²/6 = 7,22 м³.

Так как заглубление фундамента меньше 2 м, а ширина подошвы более 1 м, то необходимо уточнить нормативное сопротивление грунта основания по формуле:

где k₁ = 0,05 для глинистых грунтов, b₀ = 1 м; d₀ = 2 м; d =1,6 м; b_f = 3,0 м;

Определение краевого давления на основание.

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:

G_{n f} = a_fb_fd_m = 3,83,0 1,620 = 364,8 кН;

расчетная нагрузка

G_f = G_{n f}_f = 364,81,1= 401,28 кН;

Эксцентриситет равнодействующей усилий всех нормативных нагрузок, приложенных к подошве фундамента:

при первой комбинации усилий

е₀ = Mⁿ / (N_n+ G_{n f} )= -592,3/(2529,2+364,8) = -0,2 м.

при второй комбинации усилий

е₀ = -396,4/(2529,2+364,8) = -0,14 м.

Так как е₀=0,2 < a_f/6 =3,8/6 = 0,63 , то краевое давление вычисляем по формуле, с учетом _n = 0,95:

при первой комбинации усилий:

,

что меньше 1,2R = 1,2300 = 360 кН/м².

где N_{n f} = N_n+G_{n f} = 2529,2+364,8=2894 кН;

при второй комбинации усилий:

N_{n f} = 2529,2+364,8=2894 кН;

;

.

Максимальное значение коэффициента е₀=0,2 < 0,1a_f =0,3 м, поэтому можно считать, что существенного поворота подошвы фундамента не будет и защемление колонны обеспечивается заделкой ее в стакане фундамента.

Расчет тела фундамента.

Учитывая значительное заглубление фундамента, целесообразно принять конструкцию фундамента с подколонником стаканного вида с плитой переменной высоты. Глубина стакана h_g= 1×h_c = 1×100 = 100 см, что удовлетворяет условию заделки арматуры: h_g30d₁+=мм. ( где d₁=32 мм – диаметр продольной арматуры крайней колонны). Принимая толщину стенок стакана поверху 225 мм и зазор 75 мм, размеры подколонника в плане будут:

a_c= h_c + 2×225 + 2×75 = 1000 + 450 + 150 = 1600 мм;

b_c= h_c + 2×225 + 2×75 = 500 + 450 + 150 = 1100 мм;

высота подколонника h₃ = 1000 мм, уступы высотой 190 мм.(рис.5б.)

Момент, действующий от расчетных нагрузок на уровне низа подколон-ника (сечение 1-1):

M₁= M_max + Q×h₃ – M_w = -718,732 -34,379×1,0 – 83,98 = -600,4 кНм

Эксцентриситет

,

но меньше чем 0,3×1,53=0,46.