1 общая характеристика здания 7 3 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Для супесей, песков мелких и пылеватых найденное значение необходимо умножить на поправочный коэффициент 1,22, для песков гравелистых, крупных и средней крупности – 1,30.

Тогда глубина промерзания пригрузочного слоя песка составит

Определим расчетную глубину сезонного промерзания по формуле (9)

После инженерной подготовки территории с поверхности будет залегать слой насыпного песка мощностью 2,2 м. Толщина подстилающего слоя торфа после стабилизации осадки составит 4,6 м (Рисунок 14). Надежным основанием может служить слой полутвердого суглинка, кровля которого залегает на глубине 8,2 м от отметки планировки. Схема инженерно-геологических условий, предназначенная для расчета фундаментов, дана на рисунке 15.

а – до пригрузки; б – после пригрузки

Рисунок 14 – Схема инженерной подготовки территории

Рисунок 15 – Расчетные инженерно-геологические условия

4 РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ

Таблица 16 – Варианты фундаментов для сечения 1

Таблица 17 – Варианты фундаментов для сечения 2

Таблица 18 – Варианты фундаментов для сечения 3

5 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ НА ПЕСЧАНОЙ ПОДУШКЕ

5.1 Определение размеров подошвы фундаментов и конструирование

5.1.1 Ленточный фундамент

Для расчета ленточного фундамента принимаем сечение 2. Нагрузки в расчетном сечении составляют: N_II = 132,05 кН/м, M_II = 0 кН·м.

Принимаем, что в тело подушки укладывается песок мелкий со следующими характеристиками: γ = 19,42 кН/м³, γ_sb = 9,78 кН/м³, φ_II = 29°, C_II = 2,0 кПа, E = 28 МПа. Расчетная схема сечения 2 приведена на рисунке 16.

Рисунок 16 – Расчетная схема ленточного фундамента на песчаной подушке

В большинстве случаев расчет фундаментов мелкого заложения выполняют по второй группе предельных состояний. При этом используется расчетная схема в виде линейно-деформируемой среды. Ее применение считается допустимым при развитии зон пластических деформаций грунтов на глубину не более b/4, где b – ширина подошвы фундамента. Для выполнения этого условия, давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта, определяемого по формуле (11):

(11)

где γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы. Принимаем равными γ_с1 = 1,3 – для мелких песков; γ_с2 = 1 – для зданий гибкой конструктивной схемы;

k – коэффициент, значение которого принимаем k = 1 (характеристики грунта определены непосредственными испытаниями);

M_y, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения. Для мелкого песка M_y = 1,06, M_q = 5,25, M_c = 7,67 при φ_II = 29°;

k_z – коэффициент, принимаемый k_z = 1 (ширина фундаменты b < 10 м);

γ’_II – удельный вес грунта выше подошвы фундамента.

;

C_II – удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, C_II = 2,0 кПа;

d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (12):

(12)

где h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, h_s = 0,7 м;

h_ef – толщина конструкций пола подвала, h_ef = 0,3 м;

γ_ef – удельный вес пола подвала. Определяем как средневзвешенное по материалам:

;

d_b – глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, d_b = 2,80 м;

γ_II – удельный вес грунта под подошвой фундамента на глубину b/2, м. Удельный вес грунта необходимо определять с учетом взвешивающего действия воды: γ_II = 9,8 кН/м³.

Подставляя значения в формулу, получаем зависимость сопротивления от ширины фундамента:

;

Давление под подошвой фундамента определяем по формуле (13).

(13)

где A – площадь подошвы фундамента, Для ленточного фундамента принимаем ;

γ_m – средний удельный вес грунта и материала фундамента. Для сечения с подвалом принимаем γ_m = 18 кН/м³.

Значения R и p при различной ширине фундамента сведем в таблицу 19.

Таблица 19 – Значения R и p при различной ширине фундамента

Ширина подошвы b, м	, кН/м³	R, кПа	p, кПа
	9,78	444,0	149,2
0,6	9,78	438,6	237,2
0,2	9,78	433,2	677,3

По вычисленным значениям построим графики зависимости R=f(b) и p=f(b) (Рисунок 17) и определим требуемую ширину подошвы фундамента.

Требуемая ширина подошвы – 0,4 м. Принимаем плиты ФЛ 6.24-1 с размерами 2380×600×300 мм (Рисунок 18).

Расчетное сопротивление грунта:

Давление на основание на погонный метр определяется по формуле (14).

(14)

где – собственный вес фундамента,

;

– вес грунта на основание,

Среднее давление на основание

Условие выполняется. Краевые напряжения не проверяем, так как момент отсутствует.

Рисунок 17 – Графики зависимости R=f(b) и p=f(b)

Рисунок 18 – Плита ФЛ6.24-1

5.1.2 Отдельно стоящий фундамент

Для расчета отдельно стоящего фундамента принимаем сечение 1. Нагрузки в расчетном сечении составляют: N_II = 1117,3 кН/м, M_II = 23,04 кН·м.

Рисунок 19 – Расчетная схема отдельно стоящего фундамента

Расчетное сопротивление грунта определяем по формуле (11).

где γ_с1 = 1,3 – для мелких песков; γ_с2 = 1 – для зданий гибкой конструктивной схемы;

k = 1 (характеристики грунта определены непосредственными испытаниями);

M_y = 1,06, M_q = 5,25, M_c = 7,67 при φ_II = 29°;

k_z = 1 (ширина фундаменты b < 10 м);

;

C_II = 2,0 кПа;

где ;

d_b – глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, d_b = 2,80 м;

Подставляя значения в формулу, получаем зависимость сопротивления от ширины фундамента:

;

Давление под подошвой фундамента определяем по формуле (13).

где ;

Для сечения с подвалом принимаем γ_m = 18 кН/м³.

Таблица 20 – Значения R и p при различной ширине фундамента

Ширина подошвы b, м	, кН/м³	R, кПа	p, кПа
	9,78	457,6	958,1
	9,78	471,1	259,8
1,5	9,78	464,3	440,8

По вычисленным значениям построим графики зависимости R=f(b) и p=f(b) (Рисунок 20) и определим требуемую ширину подошвы фундамента.

Рисунок 20 – Графики зависимости R=f(b) и p=f(b)

Требуемая ширина подошвы – 1,5 м. Требуемая длина подошвы . Принимаем типовой фундамент с размерами подошвы 1,8×2,1 м.

Фундамент представлен на рисунке 21.

Выполним проверку трех условий:

- ;

- .

Рисунок 21 – Отдельно стоящий фундамент

Расчетное сопротивление грунта:

Среднее давление на основание определяется по формуле (15).

(15)

где – собственный вес фундамента,

;

– вес грунта на основание,

Среднее давление на основание

Условие выполняется.

Краевые напряжения определяются по формуле (16):

(16)

где – эксцентриситет нагрузки, м

(17)

;

Условия выполняются.

5.2 Расчет прерывистого ленточного фундамента и конструирование

Для расчета прерывистого ленточного фундамента принимаем сечение 2. Нагрузки в расчетном сечении составляют: N_II = 132,05 кН/м, M_II = 0 кН·м.

Для прерывистых фундаментов сопротивление грунта определяется как для ленточных фундаментов, но при этом допускается превышать путем умножения на коэффициент .

Принимаем расчеты, выполненные в пункте 5.1.1.

Расчетное сопротивление грунта:

Давление под подошвой фундамента:

По графику зависимости (Рисунок 17) определим требуемую ширину подошвы фундамента.

Требуемая ширина подошвы – 0,4 м. Принимаем прерывистый фундамент из плит ФЛ 6.12 прямоугольной формы шириной 0,6 м, фактической длиной 1,18 м. Площадь плиты .

Применяем прерывистый фундамент без превышения расчетного сопротивления основания, то есть коэффициент .

Расстояние между плитами определим по формуле (18)

(18)

где и – ширина и длина типовой плиты;

– расчетная ширина ленточного фундамента.

Количество плит в прерывистом фундаменте определяется по формуле (19)

(19)

Площадь прерывистого фундамента:

Среднее давление по подошве плит:

(20)

где ;

(см. пункт 5.1.1).

– условие выполняется.

5.3 Расчет сечения с подвалом

5.3.1 Расчет при засыпке пазух после монтажа цокольного перекрытия

При наличии подвала ленточный или отдельный фундамент наружных стен воспринимает давление от обратной засыпки грунта и расположенной на ее поверхности нагрузки.

Расчетная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала и цокольного перекрытия представлена на рисунке 22.

Для расчета принимаем сечение 2. Нагрузки в расчетном сечении составляют: N₀_II = 118,67 кН/м, P₀_II = 13,38 кН/м.

Засыпка пазух производится мелким песком со следующими характеристиками: γ = 19,42 кН/м³, γ_sb = 9,78 кН/м³, φ_II = 29°, C_II = 2,0 кПа, E = 28 МПа.

Используем фундамент, подобранный в пункте 5.1.1.

Рисунок 22 – Расчетная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала и цокольного перекрытия

Так как отсутствуют данные об интенсивности полезной нагрузки, то принимаем ее равной 10 кПа. При расчетах данную нагрузку обычно заменяют фиктивным слоем грунта .

Проверяем выполнение условия: .

, таким образом, считаем, что верхний обрез стены подвала шарнирно оперт, а нижний – упруго-защемленный.

Значение удельного веса грунта обратной засыпки

где 0,95 – коэффициент, выражающий соотношение между удельными весами грунта нарушенной и ненарушенной структур.

Давление на подпорную стенку у подошвы фундамента

(21)

где L – высота подпорной стенки с учетом фиктивного слоя, м:

;

–угол внутреннего трения песка (грунта обратной засыпки), градусы.

Определим усилия, действующие в плоскости подошвы фундамента от его веса и веса грунта.

Фундаментная плита ФЛ 6.12 длиной 1,18 м, массой 0,52 т.

Вес плиты:

Фундаментные блоки учтены в N₀_II.

Нагрузка от веса фундамента:

Нагрузка от веса обратной засыпки песка на консоль фундаментной плиты:

Нагрузка от веса грунта на консоль фундаментной плиты со стороны подвала:

Эксцентриситеты:

; ;

Момент на 1 погонный метр длины фундамента в плоскости подошвы определим по формуле (22)

(22)

где – нагрузка от цокольного перекрытия, м;

, и – эксцентриситеты приложения нагрузок цокольного перекрытия и грунта соответственно.

Общая нагрузка, действующая на фундамент:

Эксцентриситет приложения нагрузки:

Выполним проверку трех условий:

- ;

- .

(см. пункт 5.1.1).

(условие выполняется);

(условие не выполняется).

Поскольку условие не выполняется, увеличиваем ширину фундамента до 1,4 м. Фундаментная плита ФЛ 14.12-2 длиной 1,18 м, массой 1,04 т.

Условие выполняется.

Вес плиты:

Фундаментные блоки учтены в N₀_II.

Нагрузка от веса фундамента:

Нагрузка от веса обратной засыпки песка на консоль фундаментной плиты:

Нагрузка от веса грунта на консоль фундаментной плиты со стороны подвала:

Эксцентриситеты:

; ;

Момент на 1 погонный метр длины фундамента в плоскости подошвы определим по формуле (22)

Общая нагрузка, действующая на фундамент:

Эксцентриситет приложения нагрузки:

Расчетное сопротивление грунта:

(см. пункт 5.1.1);

Выполним проверку трех условий:

- (условие выполняется);

- (условие выполняется).

5.3.2 Расчет при засыпке пазух до монтажа цокольного перекрытия

Расчетная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала, когда цокольное перекрытие не смонтировано, представлена на рисунке 23.

Для расчета принимаем сечение 2. Нагрузки в расчетном сечении составляют: N₀_II = 118,67 кН/м.

Используем фундамент, подобранный в предыдущем пункте 5.3.1.

Условие выполняется.

Значение удельного веса грунта обратной засыпки

Рисунок 23 – Расчетная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала без цокольного перекрытия

Давление на подпорную стенку у подошвы фундамента определим по формуле (21)

Определим усилия, действующие в плоскости подошвы фундамента от его веса и веса грунта.

Фундаментная плита ФЛ 14.12-2 длиной 1,18 м, массой 1,04 т.

Вес плиты:

Фундаментные блоки учтены в N₀_II.

Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 15 | Нарушение авторских прав

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.05 сек.)

<== предыдущая лекция

следующая лекция ==>