1. Определение высоты фундамента по конструктивным требованиям

Исходя из условий жесткой заделки колонны в фундаменте, определя­ем минимальную высоту фундамента: Hf = hcf + 0,2м=0,45+0,2=0,65м, где hcf = hз + 0,05м=0,4+0,05=0,45м; глубина заделки колонны в стакан фундамента: hз = (1,0…1,5)hc=1· hc=0,3=0,3м,

hз = k·ds=25·16=400=0,4м,

принимаем наибольшее значение hз = 0,4м.

Минимальная высота железобетонного фундамента под железобетон­ные колонны для одноэтажных и многоэтажных зданий из условий надежно­го защемления фундаментав грунте равна Hf = 1,5 м.

По конструктивным требованиям высоту фундамента принимаем Hf=1,5 м.

2. Определениеглубины заложенияфундамента

Рис.2.8.1. К определению глубины заложения фундамента по конструктивным требованиям

а) Определяемрасчетную глубину промерзания df несущего слоя грун­та: df = k·dfn = 0,4⋅1,65 = 0,66 м.

б) Выясняем, зависит ли глубина заложения фундамента от глубины промерзания грунтов. Для этого определяем величину df +2 =0,66+ 2 = 2,66м. Т.к. dw = 3,65 м > df + 2 = 2,66 м, то для нашего несущего слоя – суглинок ту­гопластичный с показателем текучести грунта JL = 0,27 – глубина заложения фундамента d1 назначается не менее расчетной глубины промерзания грунта df.

в) Определяем глубину заложения фундамента d по конструктивным требованиям (рис.2.8.1): d = Hf + hц = 1,5 + 0,15 = 1,65 м,

где Hf = 1,5 м;

hц – высота цоколя, hц = 0,15 м.

Так как расчётная глубина промерзания df грунта меньше, чем конст­руктивная глубина заложения d фундамента, то в качестве расчётной глуби­ны заложения фундаментапринимаем большую из них, т.е. d = 1,65 м.

3. Определение размеров подошвыфундамента

Принимаем соотношение размеров сторон подошвы фундамента – η = 0,75.

Исходя из принятого соотношения сторон, определяем предваритель­ные (ориентировочные) размеры подошвы фундамента:

η⋅ N_II

0,75 ⋅ 800,0

=1,75м.

b =

=

^f

(R −γ d ) (230 − 20,0 ⋅1,65)

0 mt

Тогдадлина подошвы фундамента lf определяется по формуле

^bf 1,75

l == =2,33 м.^f η 0,75 Округляем значения размеров подошвы фундамента кратными 0,3мв большую сторону: bf=1,8м, lf=2,4м. Уточняем расчетное сопротивление грунтаоснования R.

R =^{γ c1γ c2} [M kb γ+ Md γ ^/+ (M −1)d γ ^/+ Mc ],

γ zf II q 1 II qb II c II

k

где γс1 = 1,2 и γс2 = 1,06; k = 1,0, для ϕ = 18° – Мγ = 0,43, Мq = 2,73, Мс = 5,31, bf = 1,8 м; kz = 1,0, bf = 1,8; сII = 17 кПа;

γ ^/=γ = 17,5 кН/м³,

II 1 γII – осредненноезначение удельного весагрунтовнижеподошвы фун­дамента:

γ h

+γ h +γ h +γ ⋅ h

1 1

2 2 2/1 sb22/2 33

γ=

=

II

h

+ h + h + h

1

2 2/12/23

17,5 ⋅ 0,5 + 19,5 ⋅1,5 + 9,65 ⋅1,5 + 20,5 ⋅1,5

== 15,0 кН/м³,0,5 + 1,5 +1,5 + 1,5 где γ1 -удельный вес грунта ненарушенной структуры ИГЭ-1 (см. выше); γ2 -удельный вес грунта ненарушенной структуры ИГЭ-2; γsb2 – удельный вес грунта ИГЭ-2 с учетом взвешивающего действия воды, определяется по формуле: γ _s2 −γ _w 26,5 −10

γ== = 9,65 кН/м³,^sb21 + e 1 + 0,71

2

где γw – удельный вес воды, e4 = 0,71 – коэффициент пористости грунта ИГЭ­2; γw = 10 кН/м³; γs2 – удельный вес твёрдых частиц грунта ИГЭ-2; γ3 -удель­ныйвесгрунта ненарушенной структуры ИГЭ-3.

1,2 ⋅1,06

R =[0,43 ⋅1,0 ⋅1,8 ⋅15,0 + 2,73 ⋅1,65 ⋅17,5 + 5,31⋅17]=230 кПа.

1,0

Определяем максимальное и минимальное краевое давление и среднее давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента в предпо­ложении линейного распределения напряжений вгрунте.

NM 800,0 60,0

P^кр = ^II +γ d + ^II =+ 20,0 ⋅1,65 += 252,9 кПа;

max mt

bl W 1,8 ⋅ 2,4 1,73

ff

_кр N_II M _II 800,0 60,0

P = +γ d −= + 20,0 ⋅1,65 −= 183,5 кПа;

min mt

bl W 1,8 ⋅ 2,4 1,73

ff

кр кр

P_max + P 252,9 + 183,5

P_ср = ^min == 218,2 кПа,22 где W – момент сопротивленияподошвы фундамента, определяется по фор­

2 2

^bf^lf 1,8 ⋅ 2,4

муле W == = 1,73 м³. 66

Для исключения возникновения в грунте пластических деформаций проверяем выполнение следующих условий:

^Pmax кр = 252,9 кПа < 1,2R = 1,2⋅230 = 276 кПа;

^Pmin кр = 183,5 кПа > 0; Рср = 218,2 кПа < R = 230 кПа. Все условия выполняются, следовательно фундамент подобран пра­

вильно. Однако в основании имеется значительное недонапряжение, состав-

P_cp − R

218,2 − 230 ⋅100% ≈5,1% > 5%, следовательно,

ляющее

⋅100% ≈

R

230 фундамент запроектирован неэкономично, что недопустимо. Принимаем ре­шение уменьшить размеры подошвы фундамента, приняв в качестве расчет­ных размеры плитной части, равные: bf = 1,8 ми lf = 2,1 м. Так как ширина подошвы не изменилась, то нет необходимости пересчитывать R.

Проверяем выполнениеусловий: W = 1,32 м³;

=

^Pmax кр 290 кПа > 1,2R = 276 кПа;

=

^Pmin кр 199 кПа > 0; P_ср =

244,5 кПа > R = 230 кПа. Условия не выполняются, следовательно размеры подошвы фундамен­ты оставляемпрежние: bf=1,8м, lf=2,4м.