Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов

На первом этапе фундамент рассчитали только на вертикальную центрально-приложенную нагрузку (1-е приближение) и определили, предварительно, размеры подошвы (например: стр.17).

Затем, необходимо сделать проверку с учетом моментов и горизонтальных сил.

Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к трем усилиям в плоскости подошвы фундамента N, T, M (T и M могут быть в общем случае представлены компонентами T_x, T_y, M_x, M_y).

Наибольшее давление на грунт у краев подошвы внецентренно нагруженного фундамента не должно превышать:

P_max≤1,2∙R – в случае момента в одной плоскости;

P_max≤1,5∙R – в случае моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;
   P_min >0.

Давление p на грунт у краев подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяется по формуле:

где    – момент сопротивления подошвы фундамента.

Рис. 9. Расчетная схема для определения P_max  и P_min

где N, M – усилия по подошве фундамента:

,

где , приведенный уд.вес фундамента и грунта на его уступах.

 d – глубина заложения фундамента;

 l и b – размеры фундамента; 

 N_c – нагрузка от сооружения;

 A – площадь фундамента;

 R – расчетное сопротивление грунта основания;

 – активное давление грунта засыпки на фундамент;

 – плечо силы  относительно подошвы фундамента;

 – плечо силы Т относительно обреза фундамента;

.

В случае действия моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

1. Прямоугольный фундамент

Рис. 10.

где – момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси х и y соответственно.

2. Для круглого или кольцевого фундамента

Рис. 11.

момент сопротивления для круга,

 – момент сопротивления для кольца.

где r_вн и r_нар – соответственно внутренний и наружный радиусы кольца.

Таким образом для определения окончательных размеров фундамента на данном этапе проектирования необходимо выполнение следующих условий:

1. Среднее давление под подошвой фундамента р≤R.

2. Наибольшее краевое давление (при действии изгибающего момента в одной вертикальной плоскости) р_max ≤ 1,2 R.

Наибольшее краевое давление под фундаментом ( при действии изгибающих моментов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях) р_max ≤ 1,5 R.

1. Для минимального давления под фундаментом р_min >0, т.е. отрыв подошвы недопустим.

Если условия 1 - 3 оказались выполненными, то фундамент на данном этапе проектирования принимается тех же размеров, которые получены в расчетах на действие только вертикальной центрально приложенной по подошве фундамента силы N.

Если хотя бы одно из условий 1 - 3 не выполнено, то необходимо увеличить размеры фундамента в плане (без изменения d).

При изменении размеров фундамента он может быть принят несимметричным относительно оси действия силы N.

Затем необходимо всё пересчитать заново, начиная c пункта 1 - определение размеров подошвы фундамента, что отражает принцип расчета фундаментов методом последовательных приближений.