Определение напряжений, действующих по подошве фундамента

Рассчитываем напряжения, действующие по подошве фундамента. Расчеты представляем в табличной форме (табл. 1).

Таблица 1

Нормативная сила, кН	Расчетная сила, кН	Плечо, м	Момент, кНм
Gст = [ ´ ´ (10 – 3)].24 = 495,6	Gст = 1,1 .495,6 = = 545,16	0,7	– 381,61
Gф = [(3 . 5,5) – ( ] .24 = =388,56	Gф= 1,1.388,56= = 427,42	0,3	+ 128,23
Еаг = 640,75	Еаг =1,2 × 640,75 = =768,9		+ 3075,6
Еав = 56,05	Еав = 1,2 × 56,05 = =67,26	2,5	– 168,15
Еп = 74,01	Еп = 1 × 74,01 = =74,01		– 74,01

В табл. 1 γ_f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке к весу стены;

γ_f = 1,2 – то же, к активному давлению грунта.

Моменты вычисляем относительно осей, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента. Равнодействующие активного и пассивного Е_пдавления прикладываем к стене на уровне центра тяжести эпюр интенсивности давления. Вес стены и фундамента – в центре тяжести соответствующего элемента.

Плечи сил допускается брать в масштабе по чертежу или находить аналитически.

Сумма расчетных вертикальных сил

N₁ = 545,16 + 427,42 + 67,26 = 948,84 кН.

Сумма моментов расчетных сил

М₁ = – 381,61 + 128,23 + 3075,6 – 168,15 –74,01 = 2580,06 кНм.

Площадь и момент сопротивления подошвы фундамента стены по формулам:

А = b ^. 1 = 5,5 ^. 1 = 5,5м²;

W = = 5,04 м³. Тогда

р_ср = = = 172,51 кПа;

= = 172,51 511,91;

р_maх = 684,42 кПа, р_min = – 339,4 кПа.

Эпюра напряжений по подошве фундамента представлены на рис.3

Сопоставим найденные напряжения с расчетным сопротивлением:

р_ср = 172,51< = 573,75 кПа;

р_mах = 684,42 < =688,5 кПа;

р_min = – 339,4 < 0.

Из трех условий не выполнено последнее, т. е. по задней грани подошвы действуют растягивающие напряжения, что не допускается.

Расчет устойчивости стены против опрокидывания

И сдвига по подошве фундамента

Удерживающие и опрокидывающие моменты вычисляем в табличной форме (табл. 2).

В табл. 2 моменты вычислены относительно передней грани фундамента стены (точка О₁ на рис. 3), γ_f = 0,9 – коэффициент надежности по нагрузке к весу стены.

т. е. условие не выполняется.

Расчет устойчивости стены против сдвига по подошве фундамента выполняется в соответствии с формулой с использованием данных таблиц 1 и 2.

Таблица 2

Нормативная сила, кН	Расчетная сила, кН	Плечо, м	Момент, кНм
удерживающих сил Мz1	опрокидывающих сил М
Gст = 495,6 Gф = 388,56 Еаг = 640,75 Еав = 56,05 Еп = 74,01	Gст = 0,9 × 495,6 = 446,04 Gф = 0,9 × 388,56 = 349,70 Еаг = 1,2 × 640,75 = 768,9 Еав = 1,2 × 56,05 = 67,26 Еп = 1 × 74,01 = 74,01	3,20 2,30 4,00 5,1 1,00	1427,32 804,31 – 343,02 74,01	3075,6
2648,64	3075,6

Сдвигающая сила

= Е_аг – E_п = 640,75 – 74,01 = 566,74 кН.

Удерживающая сила

= Ψ (G_cт + G_ф + Е_ав) = 0,4 × (495,6 + 388,52 + 56,05) = 376,07 кН.

Здесь Ψ = 0,4 – коэффициент трения кладки по песку:

= = 1,5 > = 0,82,

т. е. условие не выполняется.

Проверка положения равнодействующей

Расчет М_II и N_II ведется по формуле при коэффициентах надежности по нагрузке = 1 с использованием данных табл. 1.

Эксцентриситет

е₀ = = = 2,57м;

= 0,9 м;

= 2,7 > = 0,8,

т. е. и это условие не выполняется.

Выводы о применимости заданной конструкции стены