kz - коефіцієнт, що дорівнює 1 при b<10 м ;
γII - осредненное розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають нижче підошви фундаменту (при наявності підземних вод визначаються з урахуванням взвешивающего дії води), кН / м 3 (γII = 18,61 кН / м 3);
b - ширина підошви фундаменту, м;
CII - розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа;
d - глибина закладання фундаменту, м;
Крайові напруги під підошвою фундаменту обчислюються за формулами:
, де N01 - сума вертикальних навантажень в рівні обрізу будівлі, кН;
b - ширина підошви фундаменту, м;
γm - усереднене значення питомих ваг матеріалів фундаменту і грунту зворотної засипки котловану, кН / м 3;
d - глибина закладання фундаменту, м.
Для центренно навантажених фундаментів встановлені наступні умови:
Вага грунту на обрізі фундаменту:
, де Gгр - вага грунту на обрізі фундаменту, кН;
γ 'II - осредненное розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають вище підошви, кН / м 3.
Визначимо ширину підошви фундаменту b за методом послідовних наближень.
Перше наближення: м;
Друге наближення: м;
Третє наближення: м;
Четверте наближення: м;
Визначимо ширину підошви фундаменту графічним методом
Малюнок 3.1 - Графік залежності R і P від b
Приймаємо в якості подушки залізобетонну плиту Ф 24 шириною b = 2,4 м.
Для плити шириною b = 2,4 м обчислюємо розрахункове опір грунту.
Знаючи розміри фундаменту обчислюємо його обсяг, а також вага грунту на його обрізах і перевіряємо тиск по підошві
, де р - тиск під підошвою фундаменту, кПа;
N - вертикальна сила, кН;
Аф - площа підошви фундаменту, м 2.
Перевіряємо виконання умови:
Умова виконуються, Недонапряженіе склало%.
Остаточно приймаємо в якості подушки фундаменту збірну плиту марки Ф 24.
Розрахунок конструкції по першій і другій групах граничних станів
Розрахуємо конструкцію фундаменту по першій і другій групах граничних станів. Як матеріал фундаменту беремо бетон класу В 25. Під підошвою фундаменту передбачена піщано-гравійна підготовка, тому висоту захисного шару бетону приймемо рівної а = 3,5 см.
Обчислимо робочу висоту перерізу за формулою
, де h0 - робоча висота перерізу, см;
h - висота фундаментної плити, см;
а - товщина захисного шару бетону для робочої арматури, см.
Визначимо розрахункові навантаження від ваги фундаменту і грунту на його обрізах:
Вага 1 м стіни фундаменту = 53,5 кН.
Вага грунту на обрізі фундаменту:
, де - розрахунковий вага грунту на обрізі фундаменту, кН;
Gгр - вага грунту на обрізі фундаменту, кН;
Знайдемо максимальний тиск під підошвою фундаменту від дії розрахункових навантажень за формулами:
, де р - тиск під підошвою фундаменту, кПа;
N - розрахункова вертикальна сила, кН;
Аф - площа підошви фундаменту, м 2.
Напруга в грунті під підошвою фундаменту у межі стіни визначимо за формулою:
, де pi - напруги в будь-якому розрахунковому перерізі підошви фундаменту, кПа;
N - вертикальна сила, кН;
А - площа підошви фундаменту, м 2;
li - відстань від осі фундаменту до розглянутого перетину, м;
b - ширина фундаменту, м.
Поперечна сила у межі стіни визначимо за формулою
, де Qi - поперечна сила в перерізі внецентренно навантаженого фундаменту, кН;