Как видно из графика, оптимальным значением , является точка пересечения графиков, которой соответствует значение b = 2,3 м.

Проверка по условию прочности: Pср ≤ R

Рср (F=5,29) = N/F + hср γср. = 1483,53кН15,29м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 324,44 кН/м2

При данной ширине подошвы условие прочности не удовлетворяется 324,44 кН/м2 > 291,67 кН/м2.

Примем ширину сечения подошвы, больше оптимальной – 2,5 м. Проверка условия прочности:

Рср (F=6,25) = N/F + hср γср. = 1483,53кН16,25м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 281,36 кН/м2

Условие прочности удовлетворено 293 кН/м2 < 281.36 кН/м2. Принимаем ширину подошвы 2,5 м.

Определение размеров подошвы для фундамента в сечении 3-3.

Аналогичным образом рассчитываем ширину подошвы, для фундамента в сечении 3-3. Расчетные сопротивления уже известны, определим лишь значение Pср при F соответственно равной 1, 4, 9 м3:

Рср (F=1) = N/F + hср γср. = 1336,68 кН/1м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 1380,68 кН/м2

Рср (F=4) = N/F + hср γср. = 1336,68 кН/4м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 378,17 кН/м2

Рср (F=9) = N/F + hср γср. = 1336,68 кН/9м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 192,52 кН/м2

Строим графики зависимостей расчетного сопротивления (R) и фактического давления (Рср) от ширины подошвы b:

Как видно из графика, оптимальным значением, является точка пересечения графиков, которой соответствует значение b = 2,2 м.

Проверка по условию прочности: Pср ≤ R

Рср (F=4,84) = N/F + hср γср. = 1336,68 кН/4,84м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 320,17 кН/м2

При данной ширине подошвы условие прочности не удовлетворяется 320,17 кН/м2 > 291 кН/м2.

Примем ширину сечения подошвы, больше оптимальной – 2,4 м. Проверка условия прочности:

Рср (F=5,76) = N/F + hср γср. = 1336,68 кН/5,76м2 + 2,2м х 20кН/м3 = 276,06 кН/м2

Условие прочности удовлетворено 276,06 кН/м2 < 292,33 кН/м2.

Принимаем ширину подошвы 2,4 м.

Подробный план фундаментов с сечениями см. в Приложении. Лист № 3, 4.

Раздел IV. Расчет фундамента по 2-му предельному состоянию

В процессе возведения или эксплуатации сооружения, вследствие недопустимых деформации или местных повреждений основания, часто возникает такой состояние сооружения, при котором оно теряет несущую способность или перестает удовлетворять своему назначению.

Расчет оснований промышленно-гражданских зданий сооружений по 2-му предельному состоянию – расчет по деформациям – сводится к выполнению условия S≤Sпр. определяется по таблице 18 СНиП П-15-74.

Различают абсолютную и среднюю осадку сооружения или конструкции. Абсолютная осадка Sабс характеризуется полной величиной осадки какой – либо точки подошвы сооружения или отдельных фундаментов. Относительная осадка Sотн. вычисляется по величинам абсолютных осадок Sабс нескольких фундаментов (не менее 3-х):

Необходимые для вычисления осадки фундамента данные:

1) Глубина заложения и размеры подошвы фундамента

2) Сведения о грунтах и их напластованиях

3) Среднее давление под подошвой фундамента

4) Данные компрессионных испытаний грунтов.

Определение абсолютной осадки фундамента в сечении 2-2 методом послойного суммирования

Согласно СНиП П-15-74 осадка определяется методом послойного суммирования, основные предпосылки которого следующие:

1) Принимается, что осадка происходит за счет дополнительного давления Р0 = Рср – Рпр1-1

2) Выполняется главное условие прочности Pср ≤ R

3) Осадка фундамента происходит за счет деформации грунта в пределах некой толщи ограниченной мощности, расположенной под подошвой фундамента. Этот слой называется сжимаемой толщей. Нижняя граница сжимаемой толщи соответствует уровню, на котором выполняется условие Pz ≥ 0,2 Рср

4) Осадка происходит только за счет осевых напряжений Pz

5) Боковое расширение грунта отсутствует, следовательно, при определении осадки фундамента можно пользоваться решением задачи об уплотнении грунтов под воздействием сплошной равномерно распределенной нагрузки.

Значит:

Толщу основания ниже подошвы разобьем на элементарные слои hi=0,2b, hi=0,2х2.5=0,5м.

Определим m и n для каждого элементарного слоя по формулам mi = 2Zi/b; n = a/b,

где Zi – расстояние от подошвы фундамента до подошвы элементарного слоя,

a, b – размеры подошвы фундамента.

По таблице 1, Приложения 3 СНиП П-15-74 определим коэффициент α для каждого слоя.

Все данные находятся в таблице 6.

Определим значения дополнительного напряжения по формуле:

где, γoiн – объемный вес грунта.

На h0 Pос = 281,36 кН/м2 – (18,6 кН/м3 х2м – 21,7 кН/м3 х 0,2м) = 239,82 кН/м2

На h1 Pос = 281,36 кН/м2 – (18,6 кН/м3 х2м + 21,7 кН/м3 х 0,7м)= 228,97 кН/м2

На h2 Pос = 281,36 кН/м2 – (18,6 кН/м3 х2м + 21,7 кН/м3 х 1,2м )= 218,12 кН/м2

На h3 Pос = 281,36 кН/м2 – (18,6 кН/м3 х2м + 21,7 кН/м3 х 1,7м )= 207,27 кН/м2

На h4 Pос = 281,36 кН/м2 – (18,6 кН/м3 х2м + 21,7 кН/м3 х 2м + 20 кН/м3 х 0,2 м)= 196,76 кН/м2

и. т д.

После построения эпюр Pпр и Pос , графически находим мощность сжимаемой толщи Hсжт = 9,68 м.

Все расчетные данные внесем в таблицу:

Таблица 6.1. Данные для расчета абсолютной осадки фундамента в сечении 2-2.