4.1 Предварительное определение размеров фундамента в плане.

Предварительно площадь фундамента любой формы в плане можно определить из выражения:

Где:

• – определяется согласно приложения 3 СНиП 2.02.01-83*

• - определенное значение удельного веса кладки и грунта на уступах фундамента,

• - глубина заложения фундамента от уровня планировки;

• Ширина b для квадратного в плане фундамента: ; для прямоугольного , где – отношение ширины к длине фундамента, 1,1 ÷ 1,4

Для ленточного фундамента:

При внецентренно-нагруженном фундаменте кроме формул (18) и (18.а) можно пользоваться так же следующими:

• При трапециевидной эпюре напряжений под подошвой фундамента большая сторона подошвы (рисунок 6)

Рисунок 6

Смещение С = е

Где:

При треугольной эпюре напряжений под подошвой фундамента:

4.2 Назначение высоты фундамента

Если проектируется сборный фундамент, то высота его определяется размерами блоков из которых он составляется. Если проектируется монолитный ж/б фундамент, то предварительно можно назначить его экономичную высоту по формуле:

Где:

• - размеры сечения колонны

• К – коэффициент экономичности, определяемый из таблицы:

Таблица 7

	1	1,25	1,5	1,75	2,0	2,25	2,5	2,75	3,0
K	0,28	0,31	0,32	0,33	0,34	0,35	0,36	0,37	0,38

При этом, если высота м, фундамент одноступенчатый, при м – двухступенчатый, при – трехступенчатый.

Высота ступеней принимается равной 30 ÷ 40 см. Если фундамент проектируется под сборную колонну, то высота ступени может быть назначена из конструктивных соображений:

• - при центренном нагружении

• - при внецентренном нагружении

Для сборных ленточных фундаментов высоту принимают исходя из размеров плиты, на которую устанавливают несколько рядов (в зависимости от глубины заложения) стеновых блоков. Причем ширина стеновых блоков должна быть соразмерна с толщиной стены.

Рисунок 7

Расчетная схема №1 Расчетная схема №2

DL – отметки планировки

NL – отметки поверхности природного рельефа

PL – отметка подошвы фундамента

N₀ – нагрузка от наземной части здания

G – вес фундамента

G_ГР – вес грунта на уступах фундамента

h_П – высота уступов фундамента

4.3 Смещение оси фундамента.

Внецентренно-нагруженный фундамент можно запроектировать более экономичным, увеличивая длину в плоскости действия момента и одновременно уменьшая ширину b, оставляя неизменной площадь А, а затем смещая центр тяжести площади фундамента относительно оси колонны в направлении эксцентриситета, как показано на рисунке 6. При этом можно добиться центрального нагружения фундамента или уменьшения краевых давлений над его подошвой.

4. Последовательность определения размеров фундамента (рисунок 7).

1. Определяют требуемую площадь фундамента:

2. Назначают размеры: монолитного ж/б фундамента, округляя размеры до 0,1 м или принимают типовые фундаментные блоки.

3. Определяют требуемую высоту фундамента h по формуле или конструктивно по формуле

4. Разбивают фундамент на уступы:

5. Определяют собственный вес фундамента:

6. Определяют вес грунта на уступах фундамента:

7. Определяют среднее давление под подошвой фундамента:

8. Определяют R – расчетное сопротивление грунтов основания по формуле (15)

9. Проверяют выполнение условия

10. Если получилось, что , то увеличивают (уменьшают) размеры фундамента, используя:

Затем назначают новые размеры фундамента, добиваясь выполнения условия (14) в пределах 10%.

11. Производят расчет деформации основания (см. главу 6) по условию

12. Производят расчет и конструирование тела фундамента:

• Проверка условия на продавливание:

– продавливающая сила;

Р – среднее значение давления от расчетных нагрузок

А_пр – площадь продавливания

- рабочая высота фундамента

• Проверка высоты нижнего уступа:

– расчетная нагрузка на фундамент без учета собственного веса ф-та.

- размер поперечного сечения колонны

• Определяем площадь арматуры по подошве в сечениях по грани колонны и уступов. Величина расчетного изгибающего момента по грани колонны равна:

Арматура подбирается по формуле:

Расчетная схема №3 Расчетная схема №4

(Рисунок 8) (Рисунок 9)

Расчетная схема №3 (рис. 8)

1. Определяют:

2. Назначают b принимая фундаментный блок и количество рядов типовых стеновых блоков.

3. Определяют:

Где: Q – вес блока; - длина блока; n – количество рядов

4. Определяют вес грунта:

5. Определяют:

6. Проверяют условия:

• 

• ;

Расчетная схема №4 (рис. 9)

Фундамент рассматривают как подпорную стенку. Определяют:

1. 

2. (см. схему 3)

3. (см. схему 3)

4. (см. схему 3)

5. 

6. 

7. 

- определенное значение угла внутреннего трения вышележащих грунтов

8. R – по формуле (15)

9. 

10. 

11. Проверяют условие, где

Рисунок 10

Расчетная схема №5

Рисунок 11

Расчетная схема №6

Расчетная схема №5 (рис. 10)

Назначение размеров, определение веса фундамента и грунта производится так же, как и в расчетной схеме 3 и 4. Если обратная засыпка производится до устройства перекрытия, то расчет производится как для подпорной стенки. Если же засыпка производится монтажа перекрытия над подвалом, то приближенно момент можно определить по формуле:

Расчетная схема №6 (рис. 11)

Фундамент считают незащемленным в грунте. Нагрузку на стену раскладывают на равномерную и треугольную. При шаге колонн L получают:

Момент в заделке, т.е. по подошве находим как для статически неопределимой балки.

При: , где d – глубина заложения фундамента:

Далее определяем суммарные усилия на уровне подошвы фундамента:

Затем проверяют выполнение условия:

5. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

5.1 Глубина заложения подошвы свайного ростверка назначается в зависимости от конструкции здания, условий планировки и высоты ростверка, а также от расчетной глубины промерзания грунта (для пучинистых грунтов).

При отсутствии подвала и технического подполья минимальная глубина заложения подошвы ростверка принимается равной 0,5 м при непучинистых грунтах. При наличии подвала подошва ростверка располагается на 0,2 ÷ 0,5 м ниже пола подвала.

5.2 Назначение длины сваи производится в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, вида и величины нагрузки (для висячих свай). Нижние концы сваи необходимо заглублять в малосжимаемые грунты, прорезая более слабые. При этом заглубление сваи в грунты, принятые за основание должно быть не менее:

• В крупнообломочных грунтах, гравелистых, крупных и средней крупности песчаных грунтах, а так же глинистых грунтах с консистенцией - 0,5 м

• В прочих видах нескальных грунтов – 1 м.

В результате длина свай будет складываться из заделки ее в ростверк (0,25 ÷ 0,3 м), участков, проходящих через пласты слабых грунтов и участка заделки в рабочий слой. Причем в подвальной части здания рекомендуется принимать сваи различной длины с учетом заделки их в один рабочий слой на одну и ту же глубину.