Расчет основания фундамента с учетом сейсмических воздействий включает в себя:

1) расчет несущей способности основания по I группе предельных состояний на дейсвие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт при особом сочетании нагрузок;

2) расчет фундамента на сдвиг по подошве от действия горизонтальной нагрузки при особом сочетании нагрузок.

1. Расчет несущей способности основания выполняют на действие вертикальной составляющей внецентренной нагрузки, передаваемой фундаментом на грунт, исходя из условия:

,                                           (1)

где N_a – вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании; 

g _{c , eq} – сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0; 0,8; 0,6 соответственно для грунтов I, II и III категорий по сейсмическим свойствам;

g _n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности;

N_{u , eq} – вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при одностороннем выпоре грунта вследствие сейсмического воздействия, определяемая в зависимости от соотношения между эксцентриситетами e_a и e_u:

при ;                          (2)

при .       (3)

Здесь эксцентриситет расчетной нагрузки e_a и эксцентриситет эпюры предельного давления e_u определяются по формулам:

, ,                               (4)

где N_a и М _a – вертикальная составляющая расчетной нагрузки и момент, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок (с учетом сейсмических воздействий); определяются по формулам:

;               (5)

,                                          (6)

где , ,  – вертикальная сила, изгибающий момент и поперечная сила, передающиеся на обрез фундамента в расчетном направлении при особом сочетании нагрузок;

 – нагрузка от веса фундамента;

 –- нагрузка от веса грунта на уступах фундамента;

 – осредненный удельный вес материала тела фундамента и грунта на уступах фундамента; в расчетах может приниматься равным 20 кН/м³;

b – размер подошвы фундамента в направлении действия момента ;

l – размер подошвы фундамента в направлении, перепендикулярном расчетному;

d – глубина заложения подошвы фундамента;

h – высота фундамента;

В формулах (2), (3), (4)  p ₀ и p_{b ,} - ординаты эпюры предельного давления под краями подошвы фундамента (рис. 2), определяемые по формулам:

,                          (7)

,                                           (8)

где  – коэффициенты формы, зависящие от соотношения сторон подошвы прямоугольного фундамента; определяются при условии  по формулам:

, , ;          (9)

при  коэффициенты принимаются: , ,  ;  

при  (в случае ленточного фундамента): ;

 и  – соответственно расчетные значения удельного веса грунта, находящегося выше и ниже подошвы фундамента;

j _I  и с_I – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления несущего слоя грунта;  

d - глубина заложения фундамента; 

 – коэффициент сейсмичности, принимаемый равным 0,1; 0,2 и 0,4 при сейсмичности площадок строительства 7, 8 и 9 баллов соответственно;

 – коэффициенты, определяемые в зависимости от расчетного угла внутреннего трения j _I  несущего слоя грунта по графику на рисунке 1;

Рис. 1. Графики для определения коэффициентов .

В формуле (3) при   учитывается не вся эпюра предельного давления, а лишь усеченная ее часть, показанная на рисунке 2 пунктиром.
Максимальная ордината p_b этой усеченной эпюры совпадает с исходной, а минимальная  имеет меньшее значение, чем p ₀ , и вычисляется по формуле:

                                           (10)

В формуле (8) при  следует принимать . В этом случае эпюра предельного давления принимает прямоугольный вид (рис. 3).

При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается частичный отрыв подошвы фундамента от грунта при выполнении следующих условий:

· эксцентриситет e_a расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента b в плоскости действия опрокидывающего момента, то есть выполняется условие:

                                          ;                                                (11)

· максимальное краевое давление под подошвой фундамента, вычисленное с учетом его неполного контакта с грунтом, не превышает краевой ординаты эпюры предельного сопротивления основания. То есть:

,                              (12)

где значение p_b определяют по формуле (8), но для фундамента, имеющего условную ширину .

Критерием отрыва, является выполнение условия . Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления несущего слоя грунта в этом случае определяется по формуле:

.                                                  (13)

Рис. 2. Расчетная схема основания и фундамента при полном опирании подошвы фундамента на грунт.

	Рис. 3. Эпюра предельного давления под подошвой фундамента при условии .
	Рис. 4. Расчетная схема основания и фундамента при частичном отрыве.

2. Расчет фундамента на сдвиг при действии сейсмической нагрузки производится исходя из условия:

,               (14)

где  – горизонтальная составляющая нагрузки на уровне подошвы фундамента, принимается ;

А – площадь подошвы фундамента;

j _I  – расчетные значения угла внутреннего без учета сейсмики;

D j _I  – снижение расчетного угла внутреннего трения, принимаемое в зависимости от расчетной сейсмичности строительной площадки. При сейсмичности 7 баллов D j _I  = 2°; 8 баллов - D j _I  = 4°; 9 баллов - D j _I  = 7°.

Рис. 5. Укрупненная блок – схема расчета основания фундамента на особое сочетание нагрузок (с учетом сейсмических воздействий)

Рис. 6. Блок – схема расчета несущей способности основания фундамента с учетом сейсмических воздействий при полном опирании подошвы на грунт.