Определение ширины подошвы ленточного фундамента

5.1. Определение ширины подошвы фундаментов при центральном приложении нагрузки

Сечение 3-3;

Ширина подошвы фундамента подбирается из условия где

- среднее давление на грунт под подошву фундамента (от расчётной нагрузки второго предельного состояния);

- расчётное сопротивления слоя грунта, на котором опирается подошва фундамента.

Это условие должно выполнятся потому, что зависимость осадки от давления на грунт носит линейный характер до значения, когда после чего наступает не линейная зависимость. То есть при утрачивается возможность расчёта по деформациям.

Для определения ширины подошвы фундамента использую графоаналитический способ расчёта.

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:

где

и - коэффициенты условий работы [1,табл.3.4]; 1.2; 1.0;

k - коэффициент, принимаемый k=1.1 - прочностные характеристики грунта и С определены по таблицам СНиП;

, и - коэффициенты, являющиеся функцией расчётного значения угла внутреннего трения [1,табл.3.5]; =0.43; =2.73; =5.31;

k_z - коэффициент, зависящий от размеров ширины плиты, при b<10м –

k_z =1;

- осреднённое (по слоям) расчётное значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента; ;

- то же, залегающих выше подошвы; ;

d_в - глубина (высота) подвала; d_в=2м;

С_II - удельный вес грунта, который является основанием для фундамента;

С_II=

d₁ - глубина заложения фундамента без подвальной части или приведенная глубина от пола подвала, определяющееся по формуле:

где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы со стороны подвала;

- расчётное значения удельного веса конструкции пола подвала;

- толщина пола в подвале.

R=7.951b+184.51;

Определяем нагрузку P, действующую на грунт под подошву фундамента по формуле:

где

N - расчётная нагрузка, действующая на грунт при её центральном приложении в данном сечении: N=225кН/м;

-усредненное значение удельного веса грунта и фундамента:

;

G_ф - нагрузка самого фундамента;

G_гр - нагрузка со стороны грунта;

A - площадь фундаментной плиты, A=l*b, принимаем l=1м. Получаем:

На основания полученный функций R(b) и P(b) строем графики, точкой пересечения которых и будет требуемая ширина фундаментной плиты.

Таблица зависимости R(b) и P(b)

b	0,5
R(b)	188.48	192.46	200.41	224.26	264.02
P(b)			154.5		64.5

График зависимости R(b) и P(b)

b_треб - требуемая ширина фундаментной плиты. b_треб = 1,5м.

Подбираем под эту величину типовую плиту [1,прил.7,табл.IV]. Таким образом, в моей работе используют ФЛ16.24.

Тогда при b=1,6м и l=2,38м: R=197.232кПа; P= =182.625кПа.

Проверка: 290,26кПа ≤ 298,24кПа - верно, значит ширина фундамента подобрана правильно.

Возьмем предыдущий ФЛ14.24 и проверим его:

R(b=1.4м)=195.621; P(b=1.4м)=182.625; Перегруз – 6.64% (в рамках допустимого), следовательно принимаем ФЛ14.24;

Сечение 6-6;

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:

где

и - коэффициенты условий работы [1,табл.3.4]; 1.2; 1.0;

k - коэффициент, принимаемый k=1.1 - прочностные характеристики грунта и С определены по таблицам СНиП;

, и - коэффициенты, являющиеся функцией расчётного значения угла внутреннего трения [1,табл.3.5]; =0.43; =2.73; =5.31;

k_z - коэффициент, зависящий от размеров ширины плиты, при b<10м –

k_z =1;

- осреднённое (по слоям) расчётное значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента; ;

- то же, залегающих выше подошвы; ;

d_в - глубина (высота) подвала; d_в=0м;

С_II - удельный вес грунта, который является основанием для фундамента;

С_II=

d₁ - глубина заложения фундамента без подвальной части или приведенная глубина от пола подвала, определяющееся по формуле:

R=7.951b+176.83;

Определяем нагрузку P, действующую на грунт под подошву фундамента по формуле:

где

N - расчётная нагрузка, действующая на грунт при её центральном приложении в данном сечении: N=225кН/м;

-усредненное значение удельного веса грунта и фундамента:

;

G_ф - нагрузка самого фундамента;

G_гр - нагрузка со стороны грунта;

A - площадь фундаментной плиты, A=l*b, принимаем l=1м. Получаем:

На основания полученный функций R(b) и P(b) строем графики, точкой пересечения которых и будет требуемая ширина фундаментной плиты.

Таблица зависимости R(b) и P(b)

b	0,5
R(b)	180.8	184.78	192.73	216.58	253.34
P(b)			74.75	42.2	37.55

График зависимости R(b) и P(b)

b_треб - требуемая ширина фундаментной плиты. b_треб = 1,15м.

Подбираем под эту величину типовой стакан [1,прил.7,табл.IV]. Таким образом, в моей работе используют фундамент стаканного типа 2Ф12.9

Тогда при b=1,2м и a=1,2м: R=187.374кПа; P= =143.439кПа.

Проверка: 143.439кПа ≤ 187.374кПа - верно, значит ширина фундамента подобрана правильно.

5.2. Определение ширины подошвы фундаментов при внецентренном приложении нагрузки

Сечение 1-1;

Ширина подошвы фундамента подбирается из следующих: условий

где

- максимальная и минимальная нагрузка, действующая на грунт под подошву фундамента, и определяется по формуле:

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:

где

и - коэффициенты условий работы [1,табл.3.4]; 1.2; 1.0;

k - коэффициент, принимаемый k=1.1 - прочностные характеристики грунта и С определены по таблицам СНиП;

, и - коэффициенты, являющиеся функцией расчётного значения угла внутреннего трения [1,табл.3.5]; =0.43; =2.73; =5.31;

k_z - коэффициент, зависящий от размеров ширины плиты, при b<10м –

k_z =1;

- осреднённое (по слоям) расчётное значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента; ;

- то же, залегающих выше подошвы; ;

d_в - глубина (высота) подвала; d_в=2м;

С_II - удельный вес грунта, который является основанием для фундамента;

С_II=

d₁ - глубина заложения фундамента без подвальной части или приведенная глубина от пола подвала, определяющееся по формуле:

где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы со стороны подвала;

- расчётное значения удельного веса конструкции пола подвала;

- толщина пола в подвале.

R=7.951b+184.51;

Определяем нагрузку P, действующую на грунт под подошву фундамента по формуле:

где

N - расчётная нагрузка, действующая на грунт при её центральном приложении в данном сечении: N=225кН/м;

-усредненное значение удельного веса грунта и фундамента:

;

G_ф - нагрузка самого фундамента;

G_гр - нагрузка со стороны грунта;

A - площадь фундаментной плиты, A=l*b, принимаем l=1м. Получаем:

На основания полученный функций R(b) и P(b) строем графики, точкой пересечения которых и будет требуемая ширина фундаментной плиты.

Таблица зависимости R(b) и P(b)

b	0,5
R(b)	188.48	192.46	200.41	224.26	264.02
P(b)				76.4	59.2

График зависимости R(b) и P(b)

b_треб - требуемая ширина фундаментной плиты. b_треб = 1,15м.

Подбираем под эту величину типовую плиту [1,прил.7,табл.IV]. Таким образом, в моей работе используют ФЛ12.24. =1.8 т;

Бетонные блоки для стен подвала шириной 0.4 м - ФБС 24.6, =1.3 т.

Тогда при b=1,2м и l=2,38м: R=194.051кПа; P= +42=185.333кПа.

Собственный вес фундамента составит:

G=(18+4 13)/2.4=29.16 кН/м.

Вес грунта на обрезах фундамента:

Q=1.8 0.4 15.02 1=10.81 кН/м

Среднее давление под подошвой фундамента:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(172+10.81+29.16)/1.2=176.64 R=185.33 кПа.

где N - нагрузка в сечении;

М - момент относительно центра тяжести подошвы фундамента;

Расчетная схема внецентренно-нагруженного фундамента представлена на рисунке ниже:

Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q= 10 кН/ .

=10/15.02=0.66 м.

Высота стены подвала с учетом фиктивного слоя:

H=d+ =2.1+0.66=2.76 м.

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле:

Плечо активного давления:

Определяем плечо силы Q:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

M= 27.98 0.835 10.81 0.4=19.03 кНм.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Проверки:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(172+10.81+29.16)/1.2=176.64 R=185.33 кПа.

1.2 185.33=222.396

=97.35 0.

Из второго условия следует, что ширины ФЛ b=1.2м – недостаточно;

Принимаем ФЛ 14.24; =1.9 т;

Бетонные блоки для стен подвала шириной 0.4 м - ФБС 24.6, =1.3 т.

Собственный вес фундамента составит:

G=(19+4 13)/2.4=29.58 кН/м.

Вес грунта на обрезах фундамента:

Q=1.8 0.5 15.02 1=13.52 кН/м

Среднее давление под подошвой фундамента:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(172+13.52+29.58)/1.4=153.64 R=195.64 кПа.

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле:

Плечо активного давления:

Определяем плечо силы Q:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

M= 27.98 0.835 10.81 0.45=18.47 кНм.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Проверки:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(172+13.52+29.58)/1.4=153.64 R=195.64 кПа.

1.2 185.33=234.768

=96.99 0.

Окончательно принимаем подошву фундамента шириной b=1.4 м.

Сечение 2-2 (N=75 кН/м);

Ширина подошвы фундамента подбирается из следующих: условий

где

- максимальная и минимальная нагрузка, действующая на грунт под подошву фундамента, и определяется по формуле:

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:

где

и - коэффициенты условий работы [1,табл.3.4]; 1.2; 1.0;

k - коэффициент, принимаемый k=1.1 - прочностные характеристики грунта и С определены по таблицам СНиП;

, и - коэффициенты, являющиеся функцией расчётного значения угла внутреннего трения [1,табл.3.5]; =0.43; =2.73; =5.31;

k_z - коэффициент, зависящий от размеров ширины плиты, при b<10м –

k_z =1;

- осреднённое (по слоям) расчётное значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента; ;

- то же, залегающих выше подошвы; ;

d_в - глубина (высота) подвала; d_в=2м;

С_II - удельный вес грунта, который является основанием для фундамента;

С_II=

d₁ - глубина заложения фундамента без подвальной части или приведенная глубина от пола подвала, определяющееся по формуле:

где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы со стороны подвала;

- расчётное значения удельного веса конструкции пола подвала;

- толщина пола в подвале.

R=7.951b+184.51;

Определяем нагрузку P, действующую на грунт под подошву фундамента по формуле:

где

N - расчётная нагрузка, действующая на грунт при её центральном приложении в данном сечении: N=225кН/м;

-усредненное значение удельного веса грунта и фундамента:

;

G_ф - нагрузка самого фундамента;

G_гр - нагрузка со стороны грунта;

A - площадь фундаментной плиты, A=l*b, принимаем l=1м. Получаем:

На основания полученный функций R(b) и P(b) строем графики, точкой пересечения которых и будет требуемая ширина фундаментной плиты.

Таблица зависимости R(b) и P(b)

b	0,5
R(b)	188.48	192.46	200.41	224.26	264.02
P(b)			79.5		49.5

График зависимости R(b) и P(b)

b_треб - требуемая ширина фундаментной плиты. b_треб = 0,45м.

Подбираем под эту величину типовую плиту [1,прил.7,табл.IV]. Таким образом, в моей работе используют ФЛ8.24. =1.2 т;

Бетонные блоки для стен подвала шириной 0.4 м - ФБС 24.6, =1.3 т.

Тогда при b=0,8м и l=2,38м: R=190.871кПа; P= +42=135.75кПа.

Собственный вес фундамента составит:

G=(12+4 13)/2.4=26.66 кН/м.

Вес грунта на обрезах фундамента:

Q=1.8 0.2 15.02 1=5.4 кН/м

Среднее давление под подошвой фундамента:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(75+5.4+26.66)/0.8=133.825 R=190.871 кПа.

где N - нагрузка в сечении;

М - момент относительно центра тяжести подошвы фундамента;

Расчетная схема внецентренно-нагруженного фундамента представлена на рисунке ниже:

Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q= 10 кН/ .

=10/15.02=0.66 м.

Высота стены подвала с учетом фиктивного слоя:

H=d+ =2.1+0.66=2.76 м.

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле:

Плечо активного давления:

Определяем плечо силы Q:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

M= 27.98 0.835 10.81 0.3=20.12 кНм.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Проверки:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(75+5.4+26.66)/0.8=133.825 R=190.871 кПа.

1.2 190.871=229.041

=-55 0.

ФЛ8.24 не проходит по (2) и (3) условию, следовательно проверим ФЛ12.24; =1.8 т;

Бетонные блоки для стен подвала шириной 0.4 м - ФБС 24.6, =1.3 т.

Тогда при b=1,2м и l=2,38м: R=194.051кПа; P= +42=104.5кПа.

Собственный вес фундамента составит:

G=(18+4 13)/2.4=29.16 кН/м.

Вес грунта на обрезах фундамента:

Q=1.8 0.4 15.02 1=10.81 кН/м

Среднее давление под подошвой фундамента:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(75+10.81+29.16)/1.2=95.8 R=194.051 кПа.

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле:

Плечо активного давления:

Определяем плечо силы Q:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

M= 27.98 0.835 10.81 0.4=19.03 кНм.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Проверки:

p=(N+Q+G)/(b 1)=(75+10.81+29.16)/1.2=95.8 R=194.051 кПа.

1.2 194.051=234.061

=16.59 0.

Следовательно, окончательно принимаем ФЛ12.24.

Сечение 7-7 (N=178 кН);

Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:

где

и - коэффициенты условий работы [1,табл.3.4]; 1.2; 1.0;

k - коэффициент, принимаемый k=1.1 - прочностные характеристики грунта и С определены по таблицам СНиП;

, и - коэффициенты, являющиеся функцией расчётного значения угла внутреннего трения [1,табл.3.5]; =0.43; =2.73; =5.31;

k_z - коэффициент, зависящий от размеров ширины плиты, при b<10м –

k_z =1;

- осреднённое (по слоям) расчётное значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента; ;

- то же, залегающих выше подошвы; ;

d_в - глубина (высота) подвала; d_в=0м;

С_II - удельный вес грунта, который является основанием для фундамента;

С_II=

d₁ - глубина заложения фундамента без подвальной части или приведенная глубина от пола подвала, определяющееся по формуле:

R=7.951b+176.83;

Определяем нагрузку P, действующую на грунт под подошву фундамента по формуле:

где

N - расчётная нагрузка, действующая на грунт при её центральном приложении в данном сечении: N=178 кН/м;

-усредненное значение удельного веса грунта и фундамента:

;

G_ф - нагрузка самого фундамента;

G_гр - нагрузка со стороны грунта;

A - площадь фундаментной плиты, A=l*b, принимаем l=bм. Получаем:

На основания полученный функций R(b) и P(b) строем графики, точкой пересечения которых и будет требуемая ширина фундаментной плиты.

Таблица зависимости R(b) и P(b)

b	0,5
R(b)	180.8	184.78	192.73	216.58	253.34
P(b)			86.5	49.12	43.78

График зависимости R(b) и P(b)

b_треб - требуемая ширина фундаментной плиты. b_треб = 1,05м.

Подбираем под эту величину типовой стакан [1,прил.7,табл.IV]. Таким образом, в моей работе используют фундамент стаканного типа 2Ф15.9;

=3 т;

Тогда при a=1,5м и b=1,5м: R=188.757кПа; P= +42=121.11кПа.

Собственный вес фундамента составит:

G=13.33 кН/м.

Среднее давление под подошвой фундамента:

p=(N +G)/(b²)=(175+13.33)/1.2²=83.7 R=188.757 кПа.

Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q= 10 кН/ .

=10/15.02=0.66 м.

Высота стены подвала с учетом фиктивного слоя:

H=d+ =1.8+0.66=2.46 м.

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле:

Плечо активного давления:

Момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

M= 26.337 0.727=19.15 кНм.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Проверки:

p=(N +G)/(b²)=(175+13.33)/1.2²=83.7 R=188.757 кПа.

1.2 188.757=226.5

=31.7 0.

Следовательно, окончательно принимаем 2Ф15.9.

Дата добавления: 2015-09-06