Практическое задание 1

Практическое задание 1
Раздел 2 «Фундаменты мелкого заложения»

Задание

Необходимо определить несущую способность основания прямоугольного фундамента (рис. 1.1) с размерами b = 2,5 м, l = 2,0 м, d = 1,5 м, в основании которого залегает слой суглинка со следующими характеристиками: е = 0,85, IL = 0,5, φ = 20º; с = 13 кПа; γI’ = 16,8 кН/м3, γI = 18,2 кН/м3. Нагрузки, действующие на фундамент: F’vI = 150 кН, F’hI = 80 кН, М’I = 81 кНм, класс здания – II.

Бланк выполнения задания 1

Данная задача выполняется аналитическим методом расчета на глубокий сдвиг фундаментов с горизонтальной подошвой при действии внецентренной наклонной нагрузки.
1. «Вычислим равнодействующую вертикальных расчетных нагрузок в уровне подошвы фундамента с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах по формуле
, кН, (1.1)
где – равнодействующая всех вертикальных нагрузок в уровне верха фундамента для расчетов по первой группе предельных состояний, кН;
b – сторона подошвы фундамента, направление которой совпадает с направлением действия горизонтальной составляющей нагрузки и возможным направлением потери устойчивости, м;
l – длина прямоугольного фундамента или условная длина круглого фундамента, м;
d – глубина заложения фундамента, м;
γ – удельный вес фундамента и грунта на его обрезах, γ = (γI′ + γb) / 2 кН/м3, γb = 24,5 кН/м3» [1].
2. «Результирующий момент относительно центра тяжести подошвы:
, кНм, (1.2)
где ′ – равнодействующая моментов в уровне верха фундамента для расчетов по I группе предельных состояний, кНм;
– равнодействующая горизонтальных нагрузок в уровне верха фундамента для расчетов по I группе предельных состояний, кН» [1].
3. Определим эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальных расчетных нагрузок по формуле
, м. (1.3)
4. Определим приведенные размеры подошвы фундамента по формулам
; , (1.4)
где .
5. Коэффициент соотношения сторон фундамента:
, (1.5)
где l и b – соответственно длина и ширина подошвы фундамента, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки равными приведенным значениям l′ и b′ по таблице 5.8 СП 22.13330.2016; если l / b < 1, то следует принимать η = 1,0. 6. Коэффициенты формы фундамента: ; ; . (1.6) 7. Проверим выполнение условия – угол наклона к вертикали δ равнодействующей внешности нагрузки: tg δ < sin φ1, где tg δ = Fh / Fv, (Fh = Fh1). По tg δ находим δ. 8. Безразмерные коэффициенты несущей способности Nγ , Nq , Nc = ƒ(φ, δ), определяемые по табл. 5.12 СП 22.13330.2016 [2]. 9. «Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания определим по формуле ; (1.7) где γI и γI′ – удельный вес грунта для расчета по I группе предельных состояний, залегающих, соответственно, ниже и выше подошвы фундамента, кН /м3» [1]. 10. Производим проверку расчета основания по несущей способности. Устойчивость основания фундамента обеспечена, если выполнено условие: , (1.8) где F – «расчетная нагрузка на основание, кН; Fu – сила предельного сопротивления основания, кН» [1]; ; γc – коэффициент условий работы, принимаемый: для песков, кроме пылеватых, γc = 1,0; песков пылеватых, а также пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии γc = 0,9; пылевато-глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии γc = 0,85; скальных грунтов: невыветренных и слабовыветренных γc = 1,0; выветренных γc = 0,9; сильновыветренных γc = 0,8; γn – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II, III классов. «В случае невыполнения условия увеличиваем размеры фундамента. Размеры фундамента должны быть кратными 300 мм. Не пересчитывая вес фундамента и грунта на его обрезах, находим вертикальную составляющую силы предельного сопротивления Nu. Проверяем условие (1.8). Принимаем окончательные размеры подошвы фундамента» [1].