144623 (620661), страница 3
Текст из файла (страница 3)
- определяем показатель текучести
Вывод: Исходя из анализа инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей здания, принимаем глубину заложения фундамента d = 3,0 м. Грунтовую подушку выполняем из суглинка с характеристиками: C = 34 кПа, E = 24,5 МПа, ц = 24,5˚.
2. Расчет площади подошвы с проверкой контактных напряжений
2.1. Предварительно размеры фундамента в плане определяются по краевому расчетному сопротивлению R кр. при ширине фундамента b = 1м:
(1)
где - коэффициенты условий работы оснований (
) и сооружений (
) принимаются по табл.3 СНиП 2.02.01-83;
К – коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта ( и С) определены непосредственными испытаниями, К = 1,1, если и С приняты по табл.1-3 прил.1 СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений";
- коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83
kz – коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов шириной
b < 10м, кz = 1
b > 10м, кz = Z0/ b+0,2 (Z0 = 8,0 м)
b - ширина фундамента (принятая нами b = 1м)
- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента,
кН/м3
- удельные весы грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (см. рис.)
CII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных (помещений) зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (если нет подвала, то d1 = d):
hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf - толщина пола подвала, м.
- удельный вес конструкции пола подвала.
dв - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола.
Определяется площадь фундамента в первом приближениям по формуле:
По определенной площади фундамента вычисляются размеры фундамента в плане:
где б- соотношение сторон фундамента ( = l/b = 1) или сторон сечения колонны или сооружения
По вычисленным размерам фундамента в плане устанавливается сопротивление грунта основания по формуле (1):
I. 1) При b = 1 м, R = 324,37 кПа
2) A = м2
3) м
4)
II. 1) При b = 4,5 м, R = 390,24 кПа
2) A = м2
3) м
III. 1) При b = 4,0 м, R = 380,83 кПа
2) A = м2
3) м
Проверка целесообразности дальнейшего подбора:
Прекращаем подбор.
Вычисленные размеры фундамента в плане округляют в большую сторону до кратных 0,1м для, т.е. принимаем b = 4,1 м, а l = 4,1 м, соответственно м2 ; R = 380,83 кПа.
2.2. Проверяем контактные напряжения.
1. ;
2. Проверяются контактные напряжения по подошве фундаментов по условию:
кПа
кПа
N, Mx, My - усилия, передаваемые на фундамент от сооружения (по заданию или расчету рамы)
Wx, Wy - момент сопротивления подошвы фундамента
м3
3. Конструирование фундамента
3.1. Размеры подколонника в плане назначаются конструктивно и принимаются равными:
bпк= bк + 0,6 = 1,0 м
lпк= lк + 0,6 = 1,0 м
Для выбранного типа фундаментов определяется высота конструкции фундамента или его плитной части по формуле:
,
м
где
l, b – размеры подошвы фундамента в плане;
- размеры сечения колоны (по заданию).
- расчётное сопротивление бетона на растяжение, кПа;
- среднее давление подошвы фундамента, кПа.
Реальная высота (с учётом защитного слоя) вычисляется по формуле:
Принимаем оптимальную высоту, равную 900 мм (кратную 150 мм)
При данной высоте конструктивно целесообразно установить 3 ступени по–300 мм.
-
Расчет на продавливание
Проверяем условие жесткости конструкции фундамента по условию:
- фундамент гибкий.
Продавливание происходит по поверхности усеченной пирамиды, верхним основанием которой является нижнее сечение основание подколонника или колонны, а грани расположены под углом 45
где: Aтр – площадь поверхности грани пирамиды продавливания;
Aпр – площадь продавливания – площадь подошвы фундамента за пределами пирамиды продавливания.
кПа – расчетное сопротивление бетона на растяжение.
м2
м2
где м
кН
кн.
- условие выполняется.
5. Армирование конструкций фундамента
При определении усилий в конструкции фундамента (подошвы фундамента) в заданном сечении, за расчетную схему принимается консольная балка с жесткой заделкой в заданном сечении - оставшейся части фундамента, на которую действует нагрузка.
Подбор рабочей арматуры производим по двум сторонам:
Сечение 1-1
кПа
кНм
см2
Площадь сечения одного стержня:
см2
Из сортамента выбираем арматуру диаметром 12 мм с As1 = 1,313 см2 , тогда As = 5х1,313 =6,565 см2
Сечение 2-2
кПа
кНм
см2
Площадь сечения одного стержня: см2
Из сортамента выбираем арматуру диаметром 12 мм с As1 = 1,313 см2 , тогда As = 5х1,313 = 6,565 см2
Сечение 3-3
кПа
кНм
см2
Площадь сечения одного стержня: см2
Из сортамента выбираем арматуру диаметром 3 мм с As1 = 0,07 см2 , тогда As = 5х0,07 = 0,35 см2
Принимаем сетку С2 из арматуру А-400 диаметром 12 мм. По стороне l и b ее количество составит шт.
6. Выбор размеров подушки
-
Определение высоты подушки.
Исходя из условия, что , принимаем в расчёт
м. Т.к. размеры подушки должны быть кратны 10 см, то принимаем hпод = 2,5 м.
-
Определение размеров подушки в плане.
Используем формулы:
;
, где
б – угол естественного откоса. Для суглинка (окружающего грунта) он равен 40.
В – угол распределения напряжений. Для песка (материал подушки) он равен 30˚.
м. Для кратности принимаем
= 9,1 м;
м. Для кратности принимаем
= 15,1 м,
м.
м.
Итак, окончательно приняли следующие размеры грунтовой подушки:
-
на уровне низа
м;
-
на уровне верха
м.
7. Расчет осадки методом послойного суммирования
7.1. Среднее давление подошвы фундамента Рср = 381,23 кПа
7.2. Природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.
кПа
-
Дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента.
кПа
7.4. Разбиваем основание фундамента на элементарные слои м
7.5. Вычисляем и строим эпюру естественного давления
7.6. Вычисляем и строим эпюру , где
– коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.
-
Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:
-
Считаем суммарную осадку по всем слоям:
Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице 4.
Таблица 4
№ эл. | Z, м | о | б | у zg0, кПа | 0.2 у zg0, кПа | у zpi, кПа | у zpiср, кПа | Е, кПа | S, м | ||
0 | 0 | 0 | 1,000 | 55,60 | 11,12 | 325,63 | | ||||
1 | 0,82 | 0,4 | 0,972 | 72,00 | 14,40 | 316,51 | 321,07 | | 0,0086 | ||
2 | 1,64 | 0,8 | 0,848 | 88,40 | 17,68 | 276,13 | 296,32 | | 0,00793 | ||
3 | 2,46 | 1,2 | 0,682 | 104,80 | 20,96 | 222,08 | 249,11 | | 0,00667 | ||
4 | 3,28 | 1,6 | 0,532 | 120,63 | 24,12 | 173,24 | 197,66 | | 0,00463 | ||
5 | 4,1 | 2,0 | 0,414 | 136,45 | 27,29 | 134,81 | 154,03 | | 0,0036 | ||
6 | 4,92 | 2,4 | 0,325 | 152,28 | 30,45 | 105,83 | 120,32 | | 0,0028 | ||
7 | 5,74 | 2,8 | 0,260 | 168,10 | 33,62 | 84,66 | 95,25 | | 0,00223 | ||
8 | 6,56 | 3,2 | 0,210 | 183,93 | 36,79 | 68,38 | 76,52 | | 0,0018 | ||
9 | 7,38 | 3,6 | 0,173 | 196,23 | 39,25 | 56,33 | 62,36 | | 0,0043 | ||
10 | 8,2 | 4,0 | 0,145 | 208,53 | 41,71 | 47,22 | 51,78 | | 0,0036 | ||
11 | 9,02 | 4,4 | 0,123 | 220,83 | 44,16 | 40,05 | 43,64 | | 0,003 | ||
У= 0,049 |
Проверяем выполнение условия S < Su . В нашем случае 4,90 см < 8 см, где Su =8см – предельное значение осадки. Условие выполнилось.
Эпюра распределения напряжений zp , zg
III Расчёт свайных фундаментов
-
Выбор глубины заложения ростверка
1.1. Определение глубины заложения ростверка зависит от нескольких факторов:
-
Глубины промерзания грунта. Из предыдущих расчётов мы уже определили эту величину
м;
-
Наличие конструктивных особенностей. В нашем случае подвальных помещений нет, поэтому
;
-
Глубина заложения ростверка. Исходя из условия, что
мм,