6.4.2 Метод расчета

По сочетанию нагрузок с максимальным вертикальным усилием определяются общепринятыми способами размеры подошвы фундамента. Далее по сочетаниям нагрузок с максимальным моментом и с минимальной вертикальной силой определяется эксцентриситет

(6.103)

При е/а ≥ 0,2 целесообразно применять фундаменты с анкерами, причем для сочетаний усилий с максимальным моментом и минимальной вертикальной силой должно выполняться требование

(6.104)

При проектировании фундаментов с анкерами необходимо различать два случая:

1) вертикальная сила N₀ направлена вниз;

2) вертикальная сила N₀ направлена вверх.

Вертикальная сила N₀ направлена вниз. Сначала принимается тип анкеров и их число n, затем определяются параметры податливости анкеров на действие выдергивающих и вдавливающих нагрузок. При этом рекомендуется, чтобы момент, воспринимаемый анкерами и определяемый относительно середины подошвы фундамента по формуле

(6.105)

(здесь i_u — допустимая величина крена), составляет не менее 40 % внешней моментной нагрузки М₀. После этого определяется крен фундамента:

;

(6.106)

;

(6.107)

где m = a/b.

Расстояние от нулевой точки до нагруженной грани фундамента t = a – с'.

Эти вычисления целесообразно производить в табличной форме способом последовательных приближений. Суммарные усилия в выдергиваемых и сжатых анкерах N^t_a и N^p_a, а также максимальное краевое давление p вычисляются по следующим формулам:

(6.108)

(6.109)

.

(6.110)

Делением суммарных усилий на число анкеров n, расположенных с одной стороны фундамента, определяются выдергивающая и сжимающая нагрузки из расчета на один анкер. Перемещения анкеров рассчитываются по выражениям

(6.111)

(6.112)

Для данного размера фундамента определяется расчетное сопротивление основания R.

Полученные выше значения сравниваются с допустимыми. При этом должны выполняться следующие условия:

(6.113)

При невыполнении одного из приведенных условий следует увеличить число анкеров или их размеры и повторить расчет.

Осадки фундамента рассчитываются по сочетанию нагрузок с максимальной вертикальной силой теми же методами, что и для обычного фундамента на естественном основании, без учета уменьшения нагрузки на подошву фундамента за счет включения в работу анкеров при их вдавливании.

Вертикальная сила N₀ направлена вверх. Расчет следует производить исходя из двух расчетных схем (рис. 6.27):

а) точка 0, относительно которой происходит поворот подошвы фундаментов, находится в пределах его контура;

б) точка 0 выходит за пределы контура фундамента.

Для установления расчетной схемы в каждом конкретном случае следует решать уравнение

(6.114)

где a_f — фиктивный размер подошвы в плоскости действия моментной нагрузки.

Если a_f > a, точка 0 находится в пределах контура фундамента (расчетная схема «а»); при a_f < a точка 0 выходит за пределы контура фундамента (расчетная схема «б»). По расчетной схеме «а» проектирование производится в той же последовательности, что и для случая действия вертикальной силы, направленной вниз. При атом крен фундамента i определяется из формул:

;

(6.115)

;

(6.116)

При проектировании по расчетной схеме «б» (см. рис. 6.27) в соответствии с общими положениями определяются размеры подошвы а и b, вес фундамента G, параметры a₀ и u. При двухрядном расположении анкеров

(6.117)

где u₁ и u₂ — расстояния от края фундамента до оси каждого ряда анкеров.

Располагая величиной допустимого перемещения анкера при выдергивании δ^t_al, следует принять на первом этапе расчета перемещение анкера из условия δ₂ ≤ 0,5 δ^t_al (где δ₂ — перемещение наименее нагруженных анкеров) и далее по формулам определить i и n:

(6.118)

(6.119)

При этом должно выполняться условие

(6.120)

где i_u — допустимый крен.

Если это условие не соблюдается, то следует изменить размер подошвы a, но так, чтобы разместить расчетное число анкеров по ширине подошвы фундамента b.

Перемещения наиболее нагруженных анкеров определяются по формуле

(6.121)

Далее вычисляются усилия в наиболее нагруженных анкерах

(6.122)

и сравниваются с допускаемым усилием

(6.123)

При проектировании фундамента с анкерами необходимо предусматривать верхнее и нижнее армирование его плитной части из расчета на действие момента, определяемого по формуле

(6.124)

Расчетная схема для армирования плиты фундамента сверху представлена на рис. 6.28.