2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

2.1. Назначение глубины заложения фундаментов

Расчётная глубина сезонного промерзания: (г. Ростов d_fn=0,8)

d_f = k_h d_fn =0,8*0,6=0,48м

Размеры фундамента рассчитываем путем приближений.

N_II и Q_II  продольная и поперечные силы; M_II  изгибающий момент; d – глубина заложения; b – ширина фундаментов; d_b  высота подвала; h_cf – мощность бетонного пола подвала; d_s – расстояние от подошвы фундамента до бетонного подвала; h_ст  высота стакана; h_пл высота плиты.

d=1+0,9+0,6=2,5 м

Определяем площадь подошвы фундамента в первом приближении:

=2480/(182-20*2,5)=18,73 м²

где N_II – расчетная вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента, собранная по второму предельному состоянию; R_о – условное расчетное сопротивление грунта, принимаемое по данным главы 2; γ_ср – средний удельный вес тела фундамента и грунта на его обрезах, равный 17 кН/м³ при наличии и 20 кН/м³ при отсутствии подвала; d_п  глубина заложения фундамента от природного рельефа.

После определения подошвы фундамента выбираем его ширину:

для отдельно стоящих фундаментов ширина подошвы зависит от соотношений размеров колонн:

для прямоугольных колонн  , где h – соотношение длины колонны к ее ширине.

=18,78/2=3,06м,

назначаем по конструктивным особенностям b=3,3 м, l=2*3,9=6,6

d=2,5

Рассчитывается во втором приближении площадь подошвы фундамента. =1,1*1/1,1*(0,29*1,1*3,3*19,2+2,17*

2,5*19,2+4,69*8)=178,71 кН/м³.

где k – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если  и с приняты по таблицам и 1,0; _c1=1,1 и _c2 =1  коэффициенты условий, принимаемые по табл. 3.2; M_=0,29, M_q =2,17, M_c=4,69 безразмерные коэффициенты, принимаемые по прил. 1; _II и _II – усредненные расчетные значения удельных весов грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (кН/м³); c_II=8 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (кПа); d₁=2,5- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки.

Для окончательного назначения размеров фундамента проверяют следующие условия: для отдельно стоящих фундаментов:

Р=165,14≤ R=178,71,

P_max =190,64≤ 1,2R=1,2*178,71=213,72

P_min / P_max =0,73> 0,25.

Среднее давление по подошве фундамента

где N_сум – суммарная вертикальная нагрузка на подошву фундамента; А  площадь подошвы фундамента.

N_сум = N_II + N_ф + G_гр=2480+356,64+760,12=3596,76 кН

где N_II - вертикальная продольная сила на обрезе фундамента, определенная при сборе нагрузок; N_ф – вес фундамента; G_гр – вес грунта на обрезах фундамента.

Gгр=(3,3*6,6*2,5-20,05)*19,2=1075,2 кПа

N_ф=(2*1*0,9+3,3*6,6*0,6)*24=760,128 кН

=3596,76/18,73=165,14 кН

Максимальное и минимальное значения давления по подошве фундамента вычисляются по формуле:

,

где М_сум – суммарный изгибающий момент по подошве фундамента; W – момент сопротивления подошвы фундамента.

М_сум = М_II + Q_II h_ф =160+180*2,5=610кН

где М_II – изгибающий момент, действующий на верхнем обрезе фундамента и определенный при расчете рамы; Q_II  поперечная сила, определенная при расчете рамы; h_ф – высота фундамента.

Момент сопротивления площади подошвы фундамента определяют по формулам:

для столбчатых фундаментов:

=3,3*6,6*6,6/6=23,95

где l и b – длина и ширина подошвы фундамента.

=165,14-610/23,95=139,6

=165,14+610/23,95=190,64

P_min / P_max =0,63> 0,25.

Следовательно размеры фундамента приняты правильно.