2 -ой раздел конструкции (1220423), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

2.6 Определение размеров подошвы фундаментов. Фундамент колонны крайнего ряда

По результатам статического расчета поперечной рамы каркаса в ЭВМ, определяем наиболее неблагоприятное основное сочетание усилий в сечении колонны на обрезе фундамента:

Для фундаментов крайнего ряда.

N_особ.=N_П0,9+N_snl0,85+N_sn,кр0,5+N_вр.дл.0,85+ N_вр.кр.0,5 =308,50,9+13,40.85+

+13,40.5+6.10,85+24,3 0.5+14.7=327,8кН (2.37)

М_особ.=М_П0,9+М_snl0,85+М_sn,кр0,5+М_вр.дл.0,85+М_вр.кр.0,5 =-24,10.9+0.60,85+

+0,60.5-1.20,85- 4,80.5- 33= -57.3кНм (2.38)

F_особ.=F_П0,9+F_snl0,85+F_sn,кр0,5+F_вр.дл.0,85+ F_вр.кр.0,5 =20,30,9-13,40.85–

–0,50.5+10,85+4,1 0.5+15,4=35,9Кн (2.39)

Для фундамента среднего ряда

N_особ =686,60.9+33.10,85+33,10.5+13.80,85+55,10.5+0=701.9кН

М_особ = – 37,8кНм

F_особ.= 19,6кН

Таблица 2.2 — Расчетные нагрузки на обрезе фундамента колонны крайнего ряда

Определяем величину эксцентриситета нагрузки от фундаментной балки

e = 400/2 + 250/2+20 = 350 мм.

Определяем нагрузку от фундаментной балки для расчетов по I и II группам предельных состояний по формулам:

N_{ф б I} = γ_n γ_f (2.40)

N_{ф б II} = γ_n (2.41)

N_{ф б I} = 96,0 · 1 · 1.1 = 105,6 кН,

N_{ф б II} = 96,0 · 1 = 96,0 кН,

где γ_n =1– коэффициент надежности по назначению для зданий I класса, γ_f = =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для фундаментной балки.

-нагрузка от фундаментной балки.

Определяем нагрузки для расчетов по II группе предельных состояний при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f = 1,2 на верхнем обрезе фундаментов

1. комбинация (сочетание) нагрузок

N_II = 394,2/1,2 + 96,0 = 424,5 кН,

M_II = -46,3/1,2 – 96,0 ·0,45 = -81,8 кН_*м,

F_II= 36,6/1,2 = 30,5 кН.

Расчет выполняем для сборных железобетонных фундаментов серии 1.020-1/87 под колонну сечением 400×400мм. Глубину заложения фундамента принимаем согласно конструктивным особенностям каркаса здания, т.е. при отметке низа колонны -1,100м и высоте фундамента H_ф=900мм с глубиной стакана 650мм, получим, с учетом удаления верхнего растительного слоя грунта толщиной 200мм, глубину заложения d=950мм и отметку подошвы фундамента FL= – 1,400м.

При выборе сборного фундамента так же была учтена нормативная глубина сезонного промерзания грунта для г. Комсомольск-на-Амуре d_{f n} = 2,2 м. Расчетная глубина промерзания грунта равна: d_f = K_h. _df n = 0,7·2,2 = 1,6 м, где K_h= 0.7– коэффициент учитывающий тепловой режим здания.

Размеры подошвы фундамента определяют исходя из следующих условий следующих условий

P_м = N_II / b l + γ_mt d < R ; (2.42)

P_max= N_II / b l + γ_mt d + M_II / W < 1.2 R ; (2.43)

P_min = N_II / b l + γ_mt d - M_II / W > 0 ; (2.44)

где W = b l² /6 - момент сопротивления подошвы фундамента;

γ_mt = =20...22 кН/м³ - среднее взвешенное значение удельного веса бетона фундамента и грунта на его обрезах,

N_II и M_II - нагрузки, приведенные к отметке подошвы фундамента

Поскольку величина давления под подошвой фундамента (Р) и величина

расчетного сопротивления грунта (R) зависят от размеров под подошвой фундамента (b, l), то рекомендуются следующие методы определения размеров подошвы фундамента:

1. Графоаналитический метод;

2. Решение квадратного уравнения относительно размеров подошвы фундамента;

3. Подбор размеров подошвы фундамента.

Отношение b/l должно быть не менее 0,6. В данном случае b=l следовательно отношение b/l=1,0.

Определяем нагрузки на отметке подошвы фундамента FL

N_II = 424,5 кН,

M_II = -81,8+30,5·1,1= -48,25 кН м,

Принимаем характеристики ИГЭ-2 по [1, табл. 26, 28 и 46]:

ϕ_II= 36⁰, С = 14, Е = 34 МПа, R₀ = 200 кПа, γII = 18,8 кН/м³.

Предварительно принимаем площадь подошвы фундамента

A = N_II / (R₀ - γ_mt d) = 424,5 / (200 – 18,8 · 0,95) = 2,33 м².

Принимаем а=b = √ 2,33 = 1,52 м. Принимаем а=b = 1,5 м, уточняем величину расчетного сопротивления грунта по формуле:

R = (γ_c1γ_c2/ K) (Mγ K_z b γ_II+ M_qd₁γ_II’ + M_cC_II),

где γ_c1= 1,4; γ_c2= 1,0, для зданий с гибкой конструктивной схемой; К_Z = 1,0 , т. к. ширина фундамента b < 10 м; K = 1,1, т. к. СII и ϕII определены по таблицам; γII = 18,8 кН/ м³; d₁ = d = 0,95 м; ϕ_II= 36⁰ : Mγ = 1,81, М_q = 8,24, М_c = 9,97.

R = (1.4·1.4 /1.1) (1,81 · 1.0·1,5·19,7+ 8,24 · 0,95 · 16.6 + 9,97·1,4)=350,4 кПа.

Поскольку величина R существенно отличается от предварительно принятой R₀, то необходимо уточнить размеры подошвы фундамента

A = N_II / (R₀ - γ_mt d) = 424,5 / (350,4 – 19,7 · 0,95) = 1,28 м² (2.45)

Принимаем а=b = √ 1,28 = 1,13 м. Окончательно принимаем по сортаменту фундамент с размерами подошвы – 1500×1500мм.

Уточняем величину расчетного сопротивления грунта:

R = (1.4·1.4 /1.1) (1,81·1·1,5·19,7+8,24· 0,95·16.5+9,97·1,4) = 350,4кПа.

Определяем момент сопротивления подошвы фундамента:

W = (1,5·1,5²) / 6 =0,563м³.

Проверяем условия (3.1...3.3)

Pср = 424,5/(1,5·1,5) +19,7·0,95= 207кПа < R = 350,4кПа,

P_max= 424,5/(1,5·1,5) +19,7·0,95+48,25/0,563 = 292,7кПа <420,5 кПа,

P_min= 424,5/(1,5·1,5) +19,7·0,95-48,25/0,563 = 121,3 кПа > 0.

Условия расчёта оснований по деформациям выполняются.

2.6.1 Фундамент колонны среднего ряда

По результатам статического расчета поперечной рамы каркаса в ЭВМ, определяем наиболее неблагоприятное сочетание усилий в сечении колонны на обрезе фундамента:

Определяем нагрузки для расчетов по II группе предельных состояний при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f = 1,2 на верхнем обрезе фундаментов

1. комбинация (сочетание) нагрузок

N_II = 808,7/1,2 = 673,9кН; M_II = 26,6/1,2 = 22,2 кН·м; F_II= -17,3/1,2 = -14,4 кН.

Таблица 2.3 — Нагрузки на обрезе фундамента колонны среднего ряда

Расчет выполняем для сборных железобетонных фундаментов серии 1.020-1/87 под колонну сечением 400×400мм. Глубину заложения фундамента принимаем согласно конструктивным особенностям каркаса здания, т.е. при отметке низа колонны -1,100м и высоте фундамента H_ф=900мм с глубиной стакана 650мм, получим, с учетом удаления верхнего растительного слоя грунта толщиной 200мм, глубину заложения d=950мм и отметку подошвы фундамента FL=-1,400м.

Определяем нагрузки на отметке подошвы фундамента FL

N_II = 673,9 кН,

M_II = 22,2кН м,

Предварительно принимаем площадь подошвы фундамента

A = N_II / (R₀ - γ_mt d) = 673,9 / (200 – 18,8 · 0,95) = 3,7 м²

Принимаем а=b = √3,7 = 1,9 м. Принимаем а=b = 2,1 м, уточняем величину расчетного сопротивления грунта:

R = (γ_c1γ_c2/ K) (Mγ K_z b γ_II+ M_qd₁γ_II’ + M_cC_II)

где γ_c1= 1,4; γ_c2= 1,0, для зданий с гибкой конструктивной схемой; К_Z = 1,0 , т. к. ширина фундамента b < 10 м; K = 1,1, т. к. С_II и ϕ_II определены по таблицам; γ_II = 18,8 кН/ м³; d₁ = d = 0,95 м; ϕ_II= 36⁰ : Mγ = 1,81, М_q = 8,24, М_c = 9,97

R = (1.4·1.4 /1.1) (1,81 · 1.0·2,1·19,7+ 8,24 · 0,95 ·16.6 + 9,97·1,4)=388,5 кПа.

Поскольку величина R существенно отличается от предварительно принятой R₀, то необходимо уточнить размеры подошвы фундамента

A = N_II / (R₀ - γ_mt d) = 673,9 / (388,5 – 19,7 · 0,95) = 1,8 м² (2.46)

Принимаем а=b = √ 1,8 = 1,3 м. Окончательно принимаем по сортаменту фундамент с размерами подошвы – 1800×1800мм.

Уточняем величину расчетного сопротивления грунта:

R = (1.4·1.4 /1.1) (1,81·1·1,8·19,7+8,24· 0,95·16.5+9,97·1,4) = 350,4кПа.

Определяем момент сопротивления подошвы фундамента:

W = (1,8·1,8²) / 6 =0,972м³.

Проверяем условия

Pср = 673,9/(1,8·1,8) +19,7·0,95= 226,7кПа < R = 369,4кПа,

P_max= 673,9/(1,8·1,8) +19,7·0,95+22,2/0,972 = 249,5кПа <443,3 кПа,

P_min= 673,9/(1,8·1,8) +19,7·0,95-22,2/0,972 = 203,8 кПа > 0.

Условия расчёта оснований по деформациям выполняются.

2.7 Определение осадок фундаментов

2.7.1 Фундамент крайнего ряда колонн

Среднее и дополнительное давление под подошвой фундамента

Р = 207 кПа, Р₀ = Р- σ_zgo = 207-15,7=191,3кПа., (2.46)

где σ_zgo =16,5·0,95=15,7кПа - природное давление на отметке подошвы фундамента

Определяем природное давление на границе ИГЭ-2 и ИГЭ-3

σ_zg= 15,7 + 18,8 · 1.7 = 47,7 кПа.

Определяем природное давление на границе ИГЭ 3 и ИГЭ 4

σ_zg= 47,7 + 18,5 · 3,5 = 112,5 кПа.

Определяем природное давление на границе ИГЭ 4 и ИГЭ 5

σ_zg= 112,5 + 20 · 2,2 = 156,5 кПа.

Определяем природное давление на границе ИГЭ 5 и ИГЭ 6

σ_zg= 156,5 + 20,1 · 3,9 = 234,9 кПа.

Определяем мощность элементарного слоя

h = 0.2 b = 0.2 · 1,5 = 0.3 м.

Коэффициент, учитывающий форму фундамента η = 1

Расчет осадки ведем в табличной форме.

Таблица 2.4 — К расчету осадок фундамента колонны крайнего ряда

Нижняя граница сжимаемой толщи основания находится на глубине z = =3,6 м от подошвы фундамента, где выполняется условие:

σ_zp= 14,7 кПа < 0.2 σ_zg= 0.2 · 83,8 = 16.8 кПа,

Осадку фундамента определяем методом послойного суммирования

Характеристики

Список файлов ВКР