2.3 Определение расчетной и нормативной глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта определяется по формуле (2) СНиП 2.02.01-83. Для районов, где глубина промерзания не более 2,5м:df_n=doM_t,

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных

значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимается по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

do - величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин 0,23м.

M_t=14,6+13,7+7,4+5,6+1,9=43,2 для г. С- Петербург

df_n=0,2343,2=1,52 м.

По карте глубины промерзания в СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" df_n=1,8м для С- Петербурга. Принимаем расчетное второе значение.

Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3)

СНиП 2.02.01-83: df=k_hdf_n,

k_h - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен, т.к. здание не отапливаемое k_h=0,4.

df=0,41,8=0,72 м.

3. Разработка варианта фундамента.

Разработку вариантов следует производить для одного наиболее нагруженного фундамента заданного сооружения. В данном случае – фундамент №4

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	1-е сочетание
			N011, кН	М011, кН·м	Т011, кН
Схема № 6 Машиностроительный завод	Нечет-ный	4	500	210	-

3.1.Фундаменты на естественном основании.

Выбор глубины заложения фундамента.

За относительную отметку ±0,000 принимаем пол первого этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -1,150м.

Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки определяется по формуле:

d=d_в+h_f+0,05м,

где d_в – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м ;

h_f- высота ступеней фундамента, h_f=0,8

d=1,4+0,8+0,05=2,25 м

Площадь подошвы фундамента и его размеры в плане.

А=N₀₁₁/(R-γ_ср·d);

N₀₁₁- усилие, передаваемое по обрезу фундамента, кН

R=1,25·1,2(0,72·1·1·10,9+3,87·2,25·10,9+6,45·10)/1 = 229 кПа

γ_ср=17 кН/м³

b=680·п.м./(229-17·2,25)=3,56м

Уточняем R при установленной ширине фундамента b=3,56 м

R=1,25·12(0,72·3,56·1·10,9+3,87·2,25·10,9+6,45·10)/1= 259 МПа

b=680·п.м./(259-17·2,25)=3,1 м

Конструирование веса фундамента и определение веса

фундамента N_фII и грунта на его ступенях N_грII.

Собственный вес фундамента:

N_фII=V_ф· γ_жб,

где V_ф- объем фундамента

γ_жб - удельный вес железобетона, кН/м³; γ_жб=25 кН/м³

V_ф=0,6·0,6·1п.м·3.+3,1·0,3·1п.м.=2,01 м³

N_фII=2,01·25=50,3 кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_грII=V_гр· γ_II^´

где V_гр- объем грунта, находящегося на ступенях фундамента, м

γ_II^´-удельный вес грунта, кН/м³

V_гр=3,1·2,25·1-2,01= 4,97 м³

N_грII=4,97· 10,9= 54,47 кН

Определение среднего давления P по подошве фундамента и

сравнение его с расчетным сопротивлением грунта основания R.

P=(N_0II+ N_фII+ N_грII)/А≤R

P=(680+50,3+54,47)/3,1=253 МПа ≤ 259 МПа

Недогрузка фундамента составляет (259-253)·100%/253=2,3%≤5%

Условие выполняется.

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 32

Определение абсолютной осадки основания фундамента

S и сравнение с предельной величиной деформации основания S_u ,

установленной для рассматриваемого типа здания.

Расчет сводится к удовлетворению условия

S≤ S_u

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейного деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

S=β·Σσ_zp,i·h_i/E_i

β - безразмерный коэффициент, β=0,8

σ_zp,i- среднее значение дополнительного вертикального нормального

напряжения в i-ом слое грунта.

h_i- толщина i-го слоя грунта

E_i- модуль деформации i-го слоя грунта

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента σ_{zg 0} при планировке срезкой:

σ_{zg 0} =γ´·d,

γ´-удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

σ_{zg 0} =21,5·2,25=24,5 Па

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта σ_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента:

σ_zg =γ´·d+Σγ_ih_i

γ_i-удельный вес i-го слоя грунта

h_i-толщина i-го слоя грунта

Вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента

σ_{zр 0} =P- σ_{zg 0} =253 – 24,5 = 228,5 кПа

Р- среднее давление под подошвой фундамента.

Вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяется по формуле:

σ_zр =α·Р₀

α-коэффициент, принимаемый по СниП.

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σzg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σzp= α·Р0	Еi, кПа
Cуглинок	0	0	24,5	>10	0	1	228,5	18000
	1	1,2	37,61		0,75	0,9	205,7
	2	2,4	50,69		1,51	0,7	160
	3	3,6	63,77		2,27	0,5	114,25
Супесь	4	4,8	76,85		3,02	0,4	91,4	8000
	5	6	89,93		3,78	0,32	73,12
	6	7,2	103,1		4,52	0,27	61,7
	7	8,4	116,09		5,29	0,23	52,56
	8	9,6	129,17		6,05	0,2	45,7
	9	10,8	142,25		6,8	0,185	42,27
	10	12	155,33		7,5	0,16	36,56
	11	13,2	168,41		8,25	0,154	35,19
	12	14,4	181,49		9	1,4	31,99

S=0,8[ (228,5+205,7)·1,2/2·18000 + (205,7+160)·1,2/2·18000+

+ (160+114,25)·1,2/2·18000 + (114,25+91,4)·1,2/9·22000 +

+ (91,4+73,12)·1,2/2·22000 + (73,12+61,7)·1,2/2·22000 +

+ (61,7+52,56)·1,2/2·22000 + (52,56+45,7)·1,2/2·22000 +

+ (45,7+42,27)·1,2/2·22000 + (42,27+36,56)·1,2/2·22000 +

+ (36,56+35,19)1,2/2·22000 + (35,19+31,99)1,2/2·22000 ]= 0,056 м = 5,6см

Сравним предельную осадку с максимальной

S=5,6 см < S_u=10см

Условие удовлетворяется