Материал: Расчет оснований и фундаментов здания химического корпуса

(5.6)

где g_с1 и g_с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3 СНиП 01-83;-         коэффициент, принимаемый равным: k₁ = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

М_g , М_q, M_c -        коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 01-83 ;_z -         коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м (b=2.1м) - k_z = 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

g_II -          осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (тс/м³);

g^/_II - то же, залегающих выше подошвы;

с_II -          расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²);

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

,51 кПа

5. Проверяем условие:

,  -условие не соблюдается, следовательно, вместо R₀ в формуле /5.4/ подставляем полученное R и повторяем расчеты с 1-5.

. R₀=842,51 кПа

. Вычисляем предварительную площадь фундамента по формуле (5.4):

. Определим ширину фундамента по формуле (5.5) :

. Находим расчетное сопротивление грунта по формуле (5.6) :

,51 кПа

5. Проверяем условие:

,  -условие соблюдается

Предварительно принимаем фундамент ФА 1-6 1,5*1,5*0,45 V_бет=2,16 м³

6. Определяем окончательное давление под подошвой фундамента:

G_ф=V_бет*g_бет, (5.7)

где g_бет - удельный вес тяжелого бетона, равный 24 кН/м³;

V_бет - объем бетона, необходимый для заложения фундамента, м³.

G_ф=2,16 * 24= 51,84 кН

. Определяем значение веса грунта на выступах фундамента:

_гр=(d_1*A- V_бет)* g, (5.8)

где d- глубина заложения фундамента;

g - удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³;

А-площадь фундамента, определяемый по формуле:

А=l*b (5.9)

А= 1,5*1,5 =2,25 м²

G_гр=(2,2*2,25 - 2,16)*19,6= 54,7 кН

. Делаем проверочный расчет давления под подошвой фундамента по схеме внецентренно нагруженного фундамента:

 (5.10)

где А - площадь фундамента;

М - изгибающий момент, кН;

Р- центрально нагруженная сила;

W - осевой момент сопротивления сечения, м³.

Q- горизонтальная нагрузка, кН

. Осевой момент сопротивления сечения определяется в зависимости от формы подошвы:

 (5.11)

. Центрально нагруженная сила:

Р= N = ( N+ G_ф+ G_гр ) (5.12)

Р= 550+51,84+54,7=656,54 кН

Подставляем значения в формулу (5.10) и проверяем:

P_max=532,87 < 1.2*R=842,51 кН - условие выполняется

P_min=50 >0 - условие выполняется

11. Окончательно принимаем ФА 1-6 1,5*1,5*0,45

Рисунок 7. Фундамент №3 ФА 1-6

Фундамент №4

Фундамент ленточный под стену шириной 510 мм. Значения нагрузок, действующих на каркас здания при расчете фундамента №4: N=560кН, M= 290 кН*м, Q= 0 кН.

. Условное расчетное сопротивление грунта ИГЭ №22, в котором закладываем фундамент: R₀= 253,3 кПа

2. Вычисляем предварительную площадь фундамента по формуле (5.4):

. Определим ширину фундамента:

, (5.13)

4. Находим расчетное сопротивление грунта по формуле (5.6):

,4 кПа

5. Проверяем условие:

,  -условие не соблюдается, следовательно, вместо R₀ в формуле (5.4) подставляем полученное R и повторяем расчеты с 1-5.

1. R₀=859,4 кПа

. Вычисляем предварительную площадь фундамента по формуле (5.4):

. Определим ширину фундамента по формуле (5.13):

. Находим расчетное сопротивление грунта по формуле (5.6) :

,06 кПа

5. Проверяем условие:

,  -условие соблюдается

Предварительно принимаем фундамент ФЛ 8.24 0,8*2,38*0.3 V=0,82м³

6. Определяем окончательное давление под подошвой фундамента:

_ф=V_бет*g_бет, (5.7)

где g_бет - удельный вес тяжелого бетона, равный 24 кН/м³;

V_бет - объем бетона, необходимый для заложения фундамента, м³.

G_ф=0,82*24= 19,68 кН

. Определяем значение веса грунта на выступах фундамента:

_гр=(d_1*A- V_бет)* g, (5.8)

где d- глубина заложения фундамента;

g - удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³;

А-площадь фундамента, определяемый по формуле:

G_гр=(2,2*0,8-0,82)*19,6=18,42 кН

. Делаем проверочный расчет давления под подошвой фундамента по схеме внецентренно нагруженного фундамента:

 (5.10)

где А - площадь фундамента;

М - изгибающий момент, кН;

Р- центрально нагруженная сила;

W - осевой момент сопротивления сечения, м³.

Q- горизонтальная нагрузка, кН

. Осевой момент сопротивления сечения определяется в зависимости от формы подошвы:

 (5.11)

. Центрально нагруженная сила:

Р= N = ( N+ G_ф+ G_гр ) (5.12)

Р= 550+19,68+18,42=598,1 кН

Подставляем значения в формулу (5.10) и проверяем:

кН

P_max=1134,3 < 1.2*R=987,67 кН - условие не выполняется

P_min=361 >0 - условие не выполняется => увеличиваем размеры подошвы фундамента предварительно выбираем ФЛ 10.24 1,0*2,38*0,3 V_бет = 0,96м³

6. Определяем окончательное давление под подошвой фундамента:

_ф=V_бет*g_бет, (5.7)

где g_бет - удельный вес тяжелого бетона, равный 24 кН/м³;

V_бет - объем бетона, необходимый для заложения фундамента, м³.

G_ф=0,96 * 24= 23,04 кН

. Определяем значение веса грунта на выступах фундамента:

_гр=(d_1*A- V_бет)* g, (5.8)

где d- глубина заложения фундамента;

g - удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³;

А-площадь фундамента, определяемый по формуле:

G_гр=(2,2*1-0,96)*19,6=24,3 кН

. Делаем проверочный расчет давления под подошвой фундамента по схеме внецентренно нагруженного фундамента:

 (5.10)

где А - площадь фундамента;

М - изгибающий момент, кН;

Р- центрально нагруженная сила;

W - осевой момент сопротивления сечения, м³.

Q- горизонтальная нагрузка, кН

. Центрально нагруженная сила:

Р= N = ( N+ G_ф+ G_гр ) (5.12)

Р= 550+23,04+24,3=607,34 кН

Подставляем значения в формулу (5.10) и проверяем:

P_max=915,85 < 1.2*R=987,67 кН - условие выполняется

P_min=298,84 >0 - условие выполняется

10. Окончательно принимаем ФЛ 10.24 1,0*2,38*0,3

Рисунок 7. Фундамент №4 ФЛ 10.24 1,0*2,38*0,3. Марка блока ФБС 0,86*2,38*0,28)

6. РАСЧЕТ ОСАДОК ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Для расчета конечной (стабилизированной) осадки фундамента мелкого заложения промышленных и гражданских зданий [2] использую метод послойного суммирования.

Порядок расчета:

) Расчет выполняю после определения размера подошвы фундамента.

) Ось фундамента совмещаю со слоями грунта оснований.

) Строю эпюру природного давления, начиная от поверхности грунта. Природное боковое давление δ_zg по-другому еще называется бытовым или напряжением от собственного веса грунта.

Расчет осадок выполняют по схеме линейно деформируемого полупространства путем суммирования осадок отдельных слоев в пределах ожидаемой толщи основания. До постройки опоры вся толща грунта находится в состоянии равновесия, так как под действием природного бытового давления равного весу вышележащих слоев грунта каждый пласт грунта за длительный период времени уплотнился настолько, что не претерпевает никаких деформаций. Для расчета выбираем фундамент №1 со средним давлением подошвы фундамента Р_cp=543 кПа.

Осадка основания S c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

,        (6.1)

где b - безразмерный коэффициент учитывающий возможность бокового расширения грунта, равный 0,8;

s_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента [2];

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчетных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.

Толщу грунта ниже подошвы необходимо поделить на элементарные слои, они должны быть однородными и толщиной не больше 0,4 ширины фундамента: z = 0,4 * b = 0,4*1,5 = 0,6 м.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s_zp - по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента:

s_zp = aP₀;   (6.2)

где a - коэффициент, принимаемый по таблице 1[2] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: m = 2z/b при определении у_zp и n = l/b = 1,2 при определении у_zp,c;₀ - среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается s_zg,0 = g_d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s_zg,0 = gd_n, где g^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы).

Напряжения слоев грунтов и на уровне грунтовых вод определяем по формуле:

s_zg = ∑γ_ih_i, (6.3)

где γ_i и h_i - удельный вес и толщина i-го слоя.

Таблица 6.1. Расчет осадки фундамента №2.