Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) стр. 36

  1. Документы
Рис.34. Схема к примеру расчета несущей способности основания при возможном сдвиге по круглоцилиндрической поверхности
Контактная поверхность суглинков и глин наклонена к горизонту под углом . Грунт обратной засыпки - суглинок с характеристиками: ; кПа; кН/м .
Размеры фундамента 2,4х2,4 м определены расчетом по деформациям. Высота фундамента 1 м, глубина заложения фундамента от поверхности планировки 4,4 м.
При эксплуатации здания усилия, действующие на основание фундамента: вертикальная составляющая нагрузки - 2000 кН; горизонтальная составляющая нагрузки - 60 кН; момент - 150 кН·м (без учета давления грунта на стену подвала).
В период строительства по окончании нулевого цикла вертикальная нагрузка на основание фундамента равна 540 кН.
Расчетная нагрузка на прилегающей к зданию территории кПа. Коэффициенты условий работы и надежности по назначению приняты по п.2.262(2.58) и 2.285 - , , .
Поскольку в данном случае в связи с опиранием колонны на перекрытие имеется фиксированный центр вращения (т. 0), расчет выполняем по круглоцилиндрической поверхности скольжения.
Расчет производим для поперечного сечения по оси колонн. При этом учитываем горизонтальное давление грунта, передаваемое через панели на колонны с участка в промежутке между фундаментами. Воздействие грунта и нагрузки на поверхности земли (с наружной стороны здания) на участке по ширине фундамента учитывается в расчете (который ведем на 1 м ширины фундамента) непосредственно.
Определяем боковое давление грунта на панели (по характеристикам обратной засыпки) на уровне поверхности грунта и на уровне обреза фундамента, пользуясь указаниями СНиП II-55-79,
297 × 28 пикс.     Открыть в новом окне
=6,91 кПа;
239 × 28 пикс.     Открыть в новом окне
=41,11 кПа.
Равнодействующая горизонтального активного давления грунта , передаваемого на колонны с участка в промежутке между фундаментами шириной =6-2,4=3,6 м и высотой (до обреза фундамента) =3,4 равна: =(6,91+41,11)·3,4·3,6/2=294 кН.
Определяем расстояние от обреза фундамента до точки приложения равнодействующей активного давления =3,4х(41,11+2х6,91)/(3(41,11+6,91))=1,3 м.
Принимая жесткую заделку на уровне подошвы фундамента и шарнир на уровне низа перекрытия, получим усилия, передаваемые на основание фундамента от силы , M=238,4 кН·м; =195,4 кН.
Суммарные усилия на уровне подошвы фундамента в период эксплуатации =2000 кН; =195,4+60=255,4 кН; =150+238,4=388,4 кН·м.
Равнодействующая и угол ее наклона к вертикали 2016 кН; .
На 1 м ширины фундамента приходится нагрузка 2016/2,4=840 кН.
Эксцентриситет равнодействующей на уровне подошвы фундамента =388,4/2000 0,194 м.
В период строительства - по окончании нулевого цикла =540 кН; =195,4 кН; M=211,4 кН·м.
Равнодействующая и угол ее наклона к вертикали кН; ; на один метр ширины фундамента приходится нагрузка 574/2,4=240 кН.
Эксцентриситет равнодействующей на уровне подошвы фундамента =238,4/540=0,441 м.
Опасными будут, очевидно, поверхности (см. рис.34), проходящие через край подошвы фундамента (поверхность 1) и по контакту суглинков с глинами (поверхность 2). Разбиваем отсеки грунтового массива, ограниченные этими поверхностями, вертикальными линиями на элементы.
Величины эксцентриситетов показывают, что равнодействующие нагрузки от сооружения как в период строительства, так и в период эксплуатации не выходят из пределов элемента 7.
Углы между направлениями равнодействующей и нормалями к основанию элемента 7 составят:
в период эксплуатации =7,3°+2°=9,3°; =7,3°+7°=14,3°;
в период строительства =20°+2°=22°; =20°+7°=27°.
Для каждой поверхности наиболее опасным будет такое сочетание нагрузок, при котором значение будет наибольшим (с учетом знака).
Это выражение имеет значения:
для кривой 1:
в период строительства - 240 (sin 22°-cos 22° tg 26°)=-18,62;
в период эксплуатации - 840 (sin 9,3°-cos 9,3° tg 26°)=-268,56;
для кривой 2:
в период строительства - 240 (sin 27°-cos 27° tg 6,6°)=84,2;
в период эксплуатации - 840 (sin 14,3°-cos 14,3° tg 6,6°)=113,3.
Из этого следует, что расчет на сдвиг по кривой 1 следует произвести на сочетание нагрузок периода строительства, а по кривой 2 - периода эксплуатации.
Вычисление весов элементов производится аналогично примеру при возможном сдвиге по плоской поверхности. При этом вес грунта в элементе под подошвой фундамента относится к элементу отсека грунтового массива, а вес грунта над обрезом фундамента включен в силу .
В табл.78 приводятся вычисления для кривой 2. Подставляя результаты вычислений из этой таблицы в условие (114), получаем 394,06+88,64-197,41-208,32=76,97 кН>0; условие устойчивости соблюдается.
Таблица 78  
N эле- мента
, кПа
, град
, м
, град
, кН
                                                  
                                                       
                                   
                                                       
                              
                              
                                
                                                     
                                                     
1
18
17
0,4
79
19,56
0,306
5,99
7,2
13,19
5,15
1,57
2,57
0,19
0,49
26,86
0,98
19,21
2
18
17
0,55
60
42,5
0,306
13
9,9
22,9
1,73
0,53
1,53
0,5
0,77
29,95
0,87
36,81
3
18
17
0,6
51
55,8
0,306
17,07
10,8
27,87
1,24
0,38
1,38
0,63
0,87
32,15
0,78
43,36
4
15
24
0,85
41
90,53
0,445
40,29
12,75
53,04
0,87
0,39
1,39
0,76
1,05
50,66
0,66
59,39
5
15
24
1
29
117,75
0,445
52,4
15
67,4
0,55
0,25
1,25
0,88
1,09
61,78
0,49
57,11
6
11
6
0,8
7
94,52
0,105
9,92
8,8
18,72
0,12
0,01
1,01
0,99
1,01
18,61
0,12
11,53
7
11
6
2,4
7
62
0,105
6,51
26,4
32,91
0,12
0,01
1,01
0,99
1,01
32,71
0,12
7,56
8
15
24
1
-15
37,3
0,445
16,6
15
31,6
-0,27
-0,12
0,88
0,97
0,85
37,13
-0,26
-9,66
9
15
24
1,1
-27
32,62
0,445
14,52
16,5
31,02
-0,51
-0,23
0,77
0,89
0,69
45,02
-0,45
-14,81
10
18
17
0,7
-37
14,14
0,306
4,32
12,6
16,92
-0,75
-0,23
0,77
0,8
0,62
27,51
-0,6
-8,51
11
18
17
0,7
-47
6,26
0,306
1,91
12,6
14,51
-1,07
-0,33
0,67
0,68
0,46
31,68
-0,73
-4,58
                                      
394,06
 
197,41
7
-
6
-
14,3
840
0,11
88,2
-
88,2
0,26
0,03
1,03
0,97
1
88,64
0,25
208,32
                                      
482,70
405,73
Примечание. В последней строке вместо и соответственно принимаются и .
Так как в этом случае при =14,3°> =6,6°, определяем силу предельного сопротивления основания, которая в результате расчетов с подстановкой и вместо и и используя данные последней строки табл.78, получаем =1784,7 кН.
Проверяем условие (92(11)) =840 кН<1784,7·0,9/1,15=1396,7 кН.
Несущая способность для периода эксплуатации обеспечена. В результате аналогичного расчета по кривой 1 получено условие устойчивости 157,65-160,3+97,62-90=4,97 кН/м > 0.
Условие устойчивости удовлетворяется. Определение силы не требуется, так как в этом случае .
Последний расчет показывает, что по окончании строительства подвала допускается засыпка пазух котлована и размещение на поверхности необходимых полезных нагрузок.
2.288(2.65). Предельное сопротивление основания (однородного ниже подошвы фундамента до глубины не менее 0,75 ), сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными грунтами, допускается определять в предположении (п.2.267(2.61)) следующим образом.
а) Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания ленточного фундамента , кН/м (тс/м),- по формуле
207 × 24 пикс.     Открыть в новом окне
,                                  (116(21))
где - обозначение то же, что в формуле (97(16)), м; - пригрузка с той стороны фундамента, в направлении которой действует горизонтальная составляющая нагрузки, кПа (тс/м ); - обозначение те же, что и формуле (95(14)), кПа (тс/м ); =3,14; - угол (в рад.), определяемый по формуле
,                                                        (117(22))