Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов.

Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Обычно такое нагружение фундамента является либо результатом передачи на него над земными конструкциями момента и горизонтальной составляю щей, либо результатом одностороннего давления грунта на его боковую поверхность.

Рассмотрим в самом общем виде ленточный фундамент под стену. Пусть на обрез фундамента действуют три составляющие нагрузки: Won, Мои и f ой п (рис. 10.8). Кроме того, на фундамент действуют его собственный вес Gfu и вес обратной засыпки с одной стороны фундамента GgU, активное давление грунта.

При проектировании задачу решают последовательным приближением, руководствуясь выражением (10.11), условиями (10.12) и (10.13). В случае необходимости- значение R уточняют по вы­ражению (9.11). Для упрощения сначала размеры подошвы определяют, как для центрально нагруженного фундамента, по формуле (10.3). Если эксцентриситет меньше 0,03&, то достаточно удовлетворить условию (10.13), т. е, можно проектировать фундамент как центрально нагруженный, так как в этом случае ртах II .< 1,2/?.

Условие. (10.12) удовлетворяется для многих фундаментов зданий, в т. ч. для фундаментов, образующих стены подвалов, поскольку они опираются в горизонтальном направлении на подвальные перекрытия. При е > 0.03& площадь подошвы увеличивают на 20...30 %. После получения первого значения А находят приблизительный вес фундамента с обратной засыпкой грунта на его уступах, исходя из ут (среднего удельного веса кладки фундамента и грунта). Определяют Nu, Ma и ртах и и проверяют условия (10.12) и (10.13). Если они не выполняются или имеется большой запас, расчет повторяют до получения желаемых результатов.

Наименьшая площадь подошвы фундамента получается, когда ртц = R и одновременно удовлетворяется условие (10.12). Чтобы добиться минимального значения А какого-либо фундамента,, увеличивают размер подошвы в направлении эксцентриситета и уменьшают перпендикулярный ему размер подошвы или придают подошве сложное очертание (тавровое, двутавровое и т. п.). Иногда смещают центр тяжести ее площади в сторону точки приложения равнодействующей (рис. 10.9). Если эксцентриситет обусловлен постоянными силами, то, расположив центр тяжести площади подошвы в точке приложения равнодействующей, получим центрально нагруженный фундамент, При различных расчетных сочетаниях нагрузок получаются неодинаковые эксцентриситеты. В таком случае, смещая центр тяжести площади подошвы фундамента на полусумму эксцентриситета, добиваются выравнивания моментов, действующих справа и слева.

При внецентренном загружении подошвы фундамента кроме осадки происходит и его поворот. Чем меньше отношение Pmin и/Ршах и, тем больше поворот. В связи с этим указанное отношение ограничивают. Для колонн, несущих тяжелые мостовые краны, принимают pmln п/ртахп^ ^ 0,25, для остальных фундаментов принимают pminii/Pmaxii^O, т. е. не допускают отрыва подошвы от основания. Это обусловлено тем, что в зазор между фундаментом и грунтом может проникать вода, приводя к размоканию грунтов под фундаментом. Частичный отрыв подошвы фундамента допускается лишь при действии монтажных нагрузок или в случае проверки его устойчивости при особом сочетании нагрузок. Кроме того, отрыв допускается при наличии скальной породы под подошвой.

В некоторых случаях точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих главных осей инерции площади подошвы фундамента (точка В на рис.10.10).

После нахождения размеров подошвы фундамента при принятой глубине заложения выполняют расчеты по деформациям (см. п. 7) с учетом указаний п. 9 и при необходимости определяют устойчивость основания под действием основного и особого сочетания нагрузок. Последний расчет обязателен при значительных горизонтальных составляющих усилий, стремящихся сдвинуть фундамент по подошве или вместе с массивом грунта.