5. Перечислить и пояснить: какие расчеты необходимо выполнить при выборе надежной и экономичной конструкции фундамента мелкого заложения в заданных условиях.

Исходные данные:

1. Отметка планировки – 0,15м;

грунты основания:

- верхний слой мощностью 4м – суглинок с характеристиками Е=10МПа, фи=20⁰, С=10кН/м², J_L=0.1. Расчетная глубина сезонного промерзания d_f=1.8 м.

- подстилающий слой – супесь с характеристиками Е=5МПа, фи=22⁰, С=5кН/м², J_L=0.7.

- уровень грунтовых вод на глубине 4м от поверхности планировки.

а) Определение размеров подошвы фундамента:

1. определяем R_усл= пояснение коэффициентов по СНиП п. 4.21.

2. Определяем необходимую площадь подошвы фундамента ; =20кН/м³- среднее значение удельного веса грунта и материала фундамента.

3. Назначается b и l с модулем 300.

4. Определяется расчетное сопротивление грунта для принятых b и l (R_расч);

5. Проверки:

- Р_ср R , Р_ср= +

- Р_max 1.2R (1.5R)

- Р_min 0 , , W=bl²/6

б) Расчет осадок – основание делится на слои и на границах слоев определяются природные и дополнительные давления . = d+ ;

d – природное давление на уровне подошвы фундамента.

= Р₀; где ; P₀=P- ; ; граница сжимаемой толщи H определяется из условия, где дополнительное давление на данной глубине составляет 20% или 10%. Осадка рассчитывается по формуле ,

S [S]_U - -среднее дополнительное давление в пределах i –ого слоя;

- h_i – толщина i –ого слоя;

- Е_i – модуль деформации i –ого слоя;

в) Так как 2-ой слой слабее первого, то необходимо выполнить проверку слабого подстилающего слоя, должно выполняться условие: + R_z; R_z – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z;

- напряжение от внешней нагрузки; ABCD – условный фундамент. Определяем размеры условного фундамента:

- ширина ,

a=(L-в)/2; L и в – длина и ширина фундамента, A_z –площадь фундамента;

- = *H_z; H_z=d+z=d_z;

- = Р₀; где ; P₀=P- ; ; = d; ;где z – глубина расположения слабого слоя от подошвы фундамента; P – среднее давление по подошве фундамента; =20кН – удельный вес грунта выше подошвы фундамента; R_z= b_z и d_z –для условного фундамента, -прочного слоя. Если проверка не выполняется, увеличиваем площадь

фундамента.

6. Какие расчеты необходимо выполнить при выборе надежной и экономичной конструкции фундамента мелкого заложения в заданных условиях.

Исходные данные:

1. отметка планировки -0,15 м;

2. грунты основания: верхний слой мощностью 5м – супесь с характеристиками Е=6МПа, фи=21⁰, С=4кН/м², J_L=0, расчетная глубина сезонного промерзания d_f=1.9м; подстилающий слой – суглинок с характеристиками Е=10МПа, фи=20⁰, С=10кН/м², J_L=0.1;уровень грунтовых вод – на глубине 4м от поверхности планировки.

СНиП 2.02.01-83* Стр.14

Расчет ФМЗ начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров, к которым относятся глубина заложения фундамента, размеры и форма подошвы. Затем для принятых размеров фундамента производят расчеты основания по предельным состояниям. Расчет по 2-ой группе предельных состояний (по деформациям оснований), является основным и обязательным для всех ФМЗ. Расчет по 1-ой группе (по несущей способности) является дополнительным и производится в одном из следующий случаев: сооружение расположено на откосе или вблизи, на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, основание сложено слабыми грунтами.

Расчет по 2-ой группе предельных состояний:

- проверка S S_U, до расчета проверяют P R. Р -среднее давление под подошвой фундамента, R - расчетное сопротивление грунта основания.

1. По конструктивным требованиям определяем минимальные размеры подошвы фундамента.

2. находим расчетное сопротивление R для l_min и b_min.R= и - коэффициенты, зависящие от вида грунта и жесткости здания.

Общий порядок определения:

1) Определяем Rусл по формуле (R). d1- глубина заложения фундамента, d1=h_s+h_cf , (если здание с подвалом), h_cf- толщина пола подвала; h_s-толщина грунта, -удельный вес материала пола подвала, -удельный вес грунта, -удельный вес грунта выше подошвы фундамента, С_II-удельное значение сил сцепления.

2) Определяем необходимую площадь подошвы фундамента: , N-суммарная нагрузка действующая на обрез фундамента, d- глубина заложения от поверхности грунта до подошвы. - среднее значение удельного веса грунта и материала фундамента.

3) Определяем b и l.

4) определяем расчетное сопротивление грунта R для принятых размеров.

5) проверки P_ср R, Р_ср= + d, Р_max 1.2R-для края (1.5R- для угла), Р_min 0 (не допуск отрыва подошвы фундамента от грунта).

, W=bl²/6 , W_x, W_y-моменты сопротивления площади подошвы.

6) расчет осадок по линейно-деформируемой схеме:

основание делится на слои и на границах слоев определяются природные и дополнительные давления . = d+ ;

d – природное давление на уровне подошвы фундамента.

- = Р₀; где ; P₀=P- ; ; = d; ;где z – глубина расположения слабого слоя от подошвы фундамента; граница сжимаемой толщи H определяется из условия, где дополнительное давление на данной глубине составляет 20% или 10%. Осадка рассчитывается по формуле:

, S [S]_U

- -среднее дополнительное давление в пределах i –ого слоя;

- h_i – толщина i –ого слоя;

- Е_i – модуль деформации i –ого слоя.