Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
г.Кемь.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
2.62 Mб
Скачать

4 Проектирование фундаментов мелкого заложения

4.1 Определение размеров фундаментов

Фундаментами мелкого заложения считаются такие, у которых глубина заложения не превышает 6 метров. Несущая способность обеспечивается за счет сопротивления грунтов основания под подошвой фундаментов.

К проектированию выбран вариант фундамента мелкого заложения с наименьшей толщиной песчаной подушки (рисунок 9- 2 вариант фундамента).

Проектирование фундамента выполняется в следующей последовательности:

1 Определяем минимальные размеры фундамента:

amin = a0 + 2·с, (24)

bmin = b0 + 2·с, (25)

где a0 – длина опоры, м,

b0 - ширина опоры, м,

с – запас на предполагаемую неточность разбивки с = 0,2…0,5 м.

amin = 12 + 2·0, 5 =13 м,

bmin = 0,6 + 2·0, 5 = 1,6 м.

2 Для минимального размера фундамента bmin определяем расчетное сопротивление грунта. Расчетное сопротивление основания из нескального грунта R (кПа) под подошвой фундамента мелкого заложения или фундамента, следует определять по формуле:

R = 1,7·{R0· [1+k1· (b-2)] + k2·γ· (d-3)}, (26)

где R0 – условное сопротивление грунта (кПа), принимаемое по приложению 24 таблицы 1-3 «Мосты и трубы» в зависимости от разновидности грунтов,

b – ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м.

d – глубина заложения фундамента от отметки местного размыва,

γ - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды (γ допускается принимать 19,62 кН/м2).

k1 и k2 – коэффициенты, принимаемые по Приложению 24 таблицы 4 «Мосты и трубы» в зависимости от типа грунта.

R = 1,7·{147· [1+0,08· (1,6-2)] + 2·19,62· (2,5-3)} = 208,55 кПа.

3 Определяем площадь подошвы фундамента, исходя из расчетного сопротивления R по формуле:

А = m·NIХ·γn / (R – hf·γmt), (27)

где NIX – расчетная нагрузка, действуюшая на обрез фундамента,

m – коэффициент, учитывающий внецентренное приложение нагрузки, 1,5…1,7, принимаем равным 1,4;

γn – коэффициент надежности, принимаемый для мостов и труб 1,4;

hf – высота фундамента от обреза до подошвы, м,

γср – средневзвешенное удельное значение веса грунта и материала фундамента (20 кН/м3)

А = (1,4·5645,65·1,4) / (208,55-3,8·21) =85,95 м2.

4 Определяем ширину уступов, исходя из предварительно определенной площади фундамента, м:

с = 0,25·{[(a0 + b0)2 + 4· (А-a0·b0)]0,5 – (a0 + b0)}, (28)

с = 0,25·{[(12 + 0,6)2 + 4· (85,95 – 12·0,6)]0,5 – (12 + 0,6)} =2,29 м.

5 Определяем размеры подошвы фундамента (а и b) с учетом установленного уширения с:

a = 12 + 2·2,29 =16,58 м,

b = 0,6 + 2·2,29 = 5,18 м.

6 Вычисленная ширина размеров по подошве фундамента должна вписываться в призму сжимающих напряжений в теле фундамента. Поверхности, соединяющие внутренние ребра уступов бетонного фундамента, не должны отклоняться от вертикали на угол свыше 30. Сравнение ведется по формуле:

с ≤ hfтр ·tg300, (29)

hfтр= 3,80м

2,29≤3,8·tg300

2,29≤2,19.

Условие не выполнено. Следовательно определяем ширину уступов, исходя из того, что поверхности, соединяющие внутренние ребра уступов бетонного фундамента, не должны отклоняться от вертикали на угол свыше 30(по рисунку11):

с = 0,57+0,67+0,4=1,64 м.

Определяем размеры подошвы фундамента (а и b) с учетом установленного уширения с:

a = 12 + 2·1,64 = 15,28 м,

b = 0,6 + 2·1,64 = 3,88 м.

Вычисленная ширина размеров по подошве фундамента должна вписываться в призму сжимающих напряжений в теле фундамента. Поверхности, соединяющие внутренние ребра уступов бетонного фундамента, не должны отклоняться от вертикали на угол свыше 30. Сравнение ведется по формуле (29):

hfтр= 3,8м

1,64≤3,8 · tg300

1,64≤2,19.

Условие выполнено. Следовательно, за окончательную высоту фундамента принимаем hfтр=3,8м.

α1= arctg(0,57/1)=30˚<=30˚ условие выполняется

α2= arctg(0,67/1,2)=29˚<30˚ условие выполняется.

7 По рассчитанным параметрам вычерчивается схема фундамента мелкого заложения (рисунок 10).

Рисунок 10 – Расчетная схема фундамента мелкого заложения

8 Определяем вес фундамента, грунта и столба воды над фундаментом с учетом законструированных размеров по формулам:

Вес фундамента:

Gf =1,1Vfγf, (30)

где Vf – объем фундамента, м3,

γf – удельный вес железобетона, кН/м3.

Вес грунта:

Gg = 1,2·Vg·γg, (31)

где Vg - объем грунта на уступах, м3,

γg – удельный вес грунта, расположенного на уступах, кН/м3,равный 19,62кН/м3,

Вес столба воды:

Gw = 1,1·Vw·γw, (32)

где Vw - объем столба воды над фундаментом, м3,

γw – удельный вес воды, кН/м3, удельный вес воды принимается равным 10 кН/м3.

Находим объемы:

Vf=3,88·15,28·1,2+113,942,54+1,4·12,8·1,6=135,2м3

Vg=3,88·15,28·1,3-(1·13,94·2,54+12,8·1,4·0,3)=36,3м3,

Vw=3,88·15,28·2,6-36,3 -1·13,94·2,54=82,4м3.

Находим вес:

Gf =1,1·135,2·15 = 2230,8кН.

Gg =1,2·36,3·19, 2 = 854,6 кН,

Gw =1,1·82,4·10 = 906,4кН,

Gwfg= Gf+ Gg+ Gw=2230,8+906,4+854,6=3991,8 кН.

Gнf =135,2·15 = 2028кН.

Gнg =36,3·19,62 = 712,21 кН,

Gнw =82,4·10 = 824 кН,

Gнwfg= Gf+ Gg+ Gw=2028+712,21+824=3564,21 кН.

9 Определяем нагрузки, действующие под подошвой фундамента с учетом собственного веса фундамента и грунта на его уступах. Сбор нагрузок ведется для расчета несущей способности грунта:

NI(x, y) = NI(x, y) + Gwfg, (33)

TI(x, y) = HI(x, y), (34)

MI(x, y) = MI(x, y) + HI(x, y)*hf, (35)

NIх = 5645,65 + 3991,8= 9637,45 кН,

HIx = 124,19 кН,

MIх = 1096 + 124,19·3,8 = 1567,9 кН/м.

NIу = 4137,4 + 3991,8= 8129,2 кН,

HIу = 766,79 кН,

MIу = 4449,44+766,79·3,8=7363,24кН/м.

10 Определяем среднее давление, действующее по подошве фундамента:

P = (NI(x, y) / A) ≤ (R / γn), (36)

где A – площадь подошвы фундамента, м2,

R – расчетное сопротивление грунта,

γn – коэффициент надежности по нагрузке, 1,4.

Расчетное сопротивление основания с принятой шириной подошвы фундамента:

R = 1,7·{R0· [1+k1· (b-2)] + k2·γ· (d-3)},

R = 1,7·{147· [1+0,08· (3,88-2)] +2,5·19,62· (2,5-3)} = 245,8 кПа.

Новое значение А=a·b=15,28·3,88=59,29м2.

Px = (NIx / A) = (9637,45 /59,29) = 162,55 < R / γn = 245,8 / 1,4 = 175,6 кПа – условие выполняется.

Py = (NIy / A) = (8129,2 /59,29) = 137,2 < R / γn = 245,8 / 1,4 = 175,6 кПа –

условие выполняется.

11 Определяем максимальное давление под подошвой фундамента от действия внецентренно приложенной нагрузки по формуле:

Pmax (x, y) = P + (MI(y, x) / W(x, y)) <= (γc·R) / γg , (37)

где W – момент сопротивления прямоугольной площади подошвы фундамента,

для момента, действующего в продольном направлении:

Wx = a·b2 / 6, (38)

для момента, действующего в поперечном направлении:

Wy = a2·b / 6, (39)

γc – коэффициент условий работы. принимаемый равным 1,2;

γg – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,4.

Wx = 15,28·3,882 / 6 = 38,3 м3.

Pmax(х) = 162,55+ (1567,9/38,3) = 203,49 ≤ (1,2·245,8) / 1,40= 211 – условие выполняется.

Wy = 15,282 ·3,88 / 6 = 151 м3.

Pmax(у) = 137,2 + (7363,24/151) = 185,96 ≤ (1,2·245,8) / 1,40= 211 – условие выполняется.

12. Определяем минимальное давление, действующее на уровне подошвы фундамента при внецентренном приложении нагрузки:

Pmin(x, y) = Р - (MI(y, x) / W) => 0. (40)

Pmin(х) = Рх - (MIу / Wx) = 162,55 - (1567,9/38,3)=122,4 кПа > 0.

Условие выполняется.

Pmin(у) = Ру - (MIх / Wy) = 137,2 - (7363,24 /151) =88,44кПа > 0.

Условие выполняется.

Следовательно, принимаем следующую конструкцию фундамента мелкого заложения (Рисунок 11)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]