2.3. Определение геометрических размеров подошвы фундамента.
А) Группа 1 (отдельный фундамент).
Расчетная
нагрузка, действующая на колонну:
кН/пог. м;
Отметка пола подвала -3,1 м;
Глубина
заложения подошвы фундамента
м.
Грунт, непосредственно залегающий под подошвой фундамента – 3 слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.
Мощность слоя: 3,0 м
Показатель текучести:
Расчетное сопротивление грунта: кПа
Естественная
влажность:
%
Расчетное
значение угла внутреннего трения:
о
Расчетное
значение удельного сцепления:
1. Задаемся тремя значениями площади подошвы фундамента А:
м2
м2
м2
2.
Определяем среднее давление
под подошвой фундамента при принятых
размерах площадей по формуле:
Где:
(
= 1, 2, 3, …)
– расчетная
нагрузка на колонну;
– площадь
подошвы фундамента;
– расчетная
нагрузка от веса фундамента и грунта
на его обрезах, приближенно определяемая
по формуле:
Где:
– средний
удельный вес материала фундамента и
грунта на его обрезах (
кН/м3)
кН
кН
кН
кПа
кПа
кПа
3. Вычисляем расчетное сопротивление грунта по формуле из СНиП 2.02.01.-83* «Основания зданий и сооружений».
Где:
и
– коэффициенты условий работы грунтового
основания и здания во взаимодействии
с основанием
– т.к.
прочностные характеристики (
и
)
заданы в проекте по норме
– ширина
подошвы фундамента, м
– коэффициенты,
принимаемые в зависимости от расчетного
значения угла внутреннего трения
грунта, находящегося непосредственно
под подошвой фундамента.
(при
b
< 10)
– удельный
вес грунта, залегающего непосредственно
под подошвой фундамента
кН/м3
-
осредненное (по слоям) расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих выше
отметки заложения подошвы фундамента
(при наличии подземных вод определяется
с учетом взвешивающего действия воды),
кН/м3
– приведенная
глубина заложения фундамента со стороны
подвала, м
м
– расстояние
от уровня планировки до пола подвала,
м
м
(для сооружений с подвалом шириной
м и глубиной более 2 м)
– расчетное
значение удельного сцепления грунта,
залегающего непосредственно под подошвой
фундамента, кПа
кПа
Определим
при значениях
:
кПа
Определим
при значениях
:
кПа
Полученные
значения
наносим на график и точки соединяем
прямой линией. Пересечение прямой
и кривой
определяет требуемое значение площади
подошвы отдельного столбчатого фундамента
м2.
Рисунок 4. Графическое определение ширины подошвы фундамента.
Фундамент
под центрально нагруженную квадратную
колонну принимается так же квадратным
со стороной
м.
По
каталогу выбираем фундамент шириной,
ближайшей к требуемой
м. Выбираем отдельный фундамент 2Ф21.9-3
с шириной
м.
Определяем
новое значение
при ширине фундамента
м (
м2):
кПа
4. Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента и конструируем фундамент.
– расчетная нагрузка на колонну
кН
– вес
фундамента 2Ф21.9-3
кН
– вес
колонны с учетом ее заделки в фундамент
на 0,6 м
кН
– вес
ригеля
кН
– вес
ограждающей панели подвала при шаге
колонн 6,0 м
кН
– пригрузка
фундамента грунтом ниже пола подвала
кН
– пригрузка
фундамента грунтом с внешней стороны
панели подвала
кН
– пригрузка
от пола подвала
кН
Разница значений и для отдельно стоящих фундаментов не должна превышать 20 %, причем всегда должно быть меньше или равно :
Разница между расчетным сопротивлением грунта основания и средним давлением, под подошвой отдельно стоящего фундамента составляет 25,6 %. Попытка снизить ее путем перехода на фундамент марки 2Ф18.9-3 с размерами подошвы 1,8x1,8 м приведет к ее увеличению до 30 %. Окончательно принимаем отдельный одноблочный фундамент 2Ф21.9-3.
Рисунок 5. Разрез фундамента для 1 группы.
Б) Группа 2 (отдельный фундамент).
Расчетная
нагрузка, действующая на колонну:
кН/пог. м;
Отметка пола подвала -3,1 м;
Глубина заложения подошвы фундамента м.
Грунт, непосредственно залегающий под подошвой фундамента – 3 слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.
Мощность слоя: 3,0 м
Показатель текучести:
Расчетное сопротивление грунта: кПа
Естественная влажность: %
Расчетное значение угла внутреннего трения: о
Расчетное значение удельного сцепления:
1. Задаемся тремя значениями площади подошвы фундамента А:
м2 м2 м2
2. Определяем среднее давление под подошвой фундамента при принятых размерах площадей по формуле:
Где:
( = 1, 2, 3, …)
– расчетная нагрузка на колонну;
– площадь подошвы фундамента;
– расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах, приближенно определяемая по формуле:
Где:
– средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах ( кН/м3)
кН
кН
кН
кПа
кПа
кПа
3. Вычисляем расчетное сопротивление грунта по формуле из СНиП 2.02.01.-83* «Основания зданий и сооружений».
Где:
и – коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием
– т.к. прочностные характеристики ( и ) заданы в проекте по норме
– ширина подошвы фундамента, м
– коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
(при b < 10)
– удельный вес грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента
кН/м3
- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3
– приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала, м
м
– расстояние от уровня планировки до пола подвала, м
м (для сооружений с подвалом шириной м и глубиной более 2 м)
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа
кПа
Определим при значениях :
кПа
Определим при значениях :
кПа
Полученные
значения
наносим на график и точки соединяем
прямой линией. Пересечение прямой
и кривой
определяет требуемое значение площади
подошвы отдельного столбчатого фундамента
м2.
Рисунок 6. Графическое определение ширины подошвы фундамента.
Фундамент
под центрально нагруженную квадратную
колонну принимается так же квадратным
со стороной
м.
Так как требуемая ширина фундамента больше максимального размера ширины одноблочного отдельного фундамента 2Ф, равного 2,1 м, конструируем составной фундамент из двух ступеней плитной части (опорной плиты 2,7х2,7х0,3 м и плиты 2,1х2,1х0,3) м и подколонника размером 0,9х0,9х0,8 м.
Определяем
новое значение
при ширине фундамента
м (
м2):
кПа
4. Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента и конструируем фундамент.
– расчетная нагрузка на колонну
кН
– общий
объем фундамента и грунта на его обрезах
кН
– объем
опорной плиты и подколонника
кН
– объем
грунта на опорной плите вокруг подколонника
кН
– вес
фундамента
кН
– вес колонны с учетом ее заделки в фундамент на 0,6 м
кН
– вес ригеля
кН
– вес
грунта на обрезах фундамента
кН
– вес
пригрузки от бетонного пола подвала в
пределах плана фундамента
кН
кН
кН
Разница значений и для отдельно стоящих фундаментов не должна превышать 20 %, причем всегда должно быть меньше или равно :
Разница между расчетным сопротивлением грунта основания и средним давлением, под подошвой отдельно стоящего фундамента составляет 19 %. Такая разница в случае отдельного фундамента допустима. Окончательно принимаем фундаментную плиту 2,7х2,7х0,3 м и плиту 2,1х2,1х0,3.
Рисунок 7. Разрез фундамента для 2 группы.
В) Группа 3 (отдельный фундамент).
Расчетная
нагрузка, действующая на колонну:
кН/пог. м;
Отметка пола подвала -3,1 м;
Глубина заложения подошвы фундамента м.
Грунт, непосредственно залегающий под подошвой фундамента – 3 слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.
Мощность слоя: 3,0 м
Показатель текучести:
Расчетное сопротивление грунта: кПа
Естественная влажность: %
Расчетное значение угла внутреннего трения: о
Расчетное значение удельного сцепления:
1. Задаемся тремя значениями площади подошвы фундамента А:
м2 м2 м2
2. Определяем среднее давление под подошвой фундамента при принятых размерах площадей по формуле:
Где:
( = 1, 2, 3, …)
– расчетная нагрузка на колонну;
– площадь подошвы фундамента;
– расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах, приближенно определяемая по формуле:
Где:
– средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах ( кН/м3)
кН
кН
кН
кПа
кПа
кПа
3. Вычисляем расчетное сопротивление грунта по формуле из СНиП 2.02.01.-83* «Основания зданий и сооружений».
Где:
и – коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием
– т.к. прочностные характеристики ( и ) заданы в проекте по норме
– ширина подошвы фундамента, м
– коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
(при b < 10)
– удельный вес грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента
кН/м3
- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3
– приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала, м
м
– расстояние от уровня планировки до пола подвала, м
м (для сооружений с подвалом шириной м и глубиной более 2 м)
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа
кПа
Определим при значениях :
кПа
Определим при значениях :
кПа
Полученные
значения
наносим на график и точки соединяем
прямой линией. Пересечение прямой
и кривой
определяет требуемое значение площади
подошвы отдельного столбчатого фундамента
м2.
Рисунок 8. Графическое определение ширины подошвы фундамента.
Фундамент
под центрально нагруженную квадратную
колонну принимается так же квадратным
со стороной
м.
Так как требуемая ширина фундамента больше максимального размера ширины одноблочного отдельного фундамента 2Ф, равного 2,1 м, конструируем составной фундамент из опорной плиты 2,4х2,4х0,3 м и плиты 1,5х1,5х0,3 м и подколонника размером 0,9х0,9х0,8 м.
Определяем новое значение при ширине фундамента м ( м2):
кПа
4. Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента и конструируем фундамент.
– расчетная нагрузка на колонну
кН
– общий объем фундамента и грунта на его обрезах
кН
– объем опорной плиты и подколонника
кН
– объем грунта на опорной плите вокруг подколонника
кН
– вес фундамента
кН
– вес колонны с учетом ее заделки в фундамент на 0,6 м
кН
– вес ригеля
кН
– вес грунта на обрезах фундамента
кН
– вес пригрузки от бетонного пола подвала в пределах плана фундамента
кН
кН
кН
Разница значений и для отдельно стоящих фундаментов не должна превышать 20 %, причем всегда должно быть меньше или равно :
Разница между расчетным сопротивлением грунта основания и средним давлением, под подошвой отдельно стоящего фундамента составляет 15 %. Такая разница в случае отдельного фундамента допустима. Окончательно принимаем фундаментную плиту 2,4х2,4х0,3 м и плиту 1,5х1,5х0,3 м.
Рисунок 9. Разрез фундамента для 3 группы.