Практичне завдання №3 Визначення розмірів фундаменту

Вихідні дані

Хід роботи

1. Визначення ширини підошви фундаменту b₁, м

де N – розрахункове навантаження за деформаціями на 1 погонний метр, кН ( );

R₀ – розрахунковий опір ґрунтів основи, кПа ( );

G_гр – вага ґрунту на обрізі фундаменту ( );

d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( ).

2. Вибір марки фундаментної плити

Обираємо найближчу плиту марки Ф10 з наступними параметрами:

3. Визначення приведеної глибини закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу d₁, м

де h_s – товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м ( );

h_cf – товщина конструкції підлоги підвалу, м ( );

γ_cf – розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м³ ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( ).

4.1. Визначення розрахункового опору ґрунту основи R₁, кПа

де γ_cI і γ_cII – коефіцієнти умов роботи, що визначаються за табл. Е.7 [2]

( );

k – коефіцієнт ( );

M_γ, M_q та M_c – коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.8 [2]

( );

b – ширина підошви фундаменту, м ( );

γ_II і γ'_II – питома вага ґрунту відповідно вище та нижче підошви фундаменту, кН/м³ ( );

d₁ – приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, м ( );

d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу ( );

c_II – розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа ( ).

5. Визначення рівнодіючої активного тиску ґрунту на 1 м стіни фундаменту T, кН

де q – рівномірно розподілене навантаження, кН/м² ( );

d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( );

φ_II – кут внутрішнього тертя, ° ( ).

6. Визначення приведеної висоти шару ґрунту h_пр, м

де q – рівномірно розподілене навантаження, кН/м² ( );

γ'_II – питома вага ґрунту відповідно нижче підошви фундаменту, кН/м³

( ).

7. Визначення відстані від підошви фундаменту до точки прикладення рівнодіючої активного тиску ґрунту a₀, м

де d – глибина закладання підошви фундаменту, м ( );

h_пр – приведена висота шару ґрунту, м ( );

8. Визначення моменту відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту M_T, кН∙м

T – рівнодіюча активного тиску ґрунту на 1 м стіни фундаменту, кН

( );

a₀ – відстань від підошви фундаменту до точки прикладення рівнодіючої активного тиску ґрунту, м ( ).

9. Вибір марки фундаментних блоків

Обираємо блоки марки ФС5 з наступними параметрами:

10.1. Визначення ваги 1 м стіни фундаменту G_ф, кН

де g – прискорення вільного падіння, кН/м² ( );

m_пл та m_бл – маса фундаментних плити та блоків відповідно, т

( );

l_пл та l_бл – довжина фундаментних плити та блоків відповідно, м

( );

n – кількість фундаментних блоків ( ).

11.1. Визначення моменту опору фундаментної плити W_пл, м³

l_пл – довжина фундаментної плити, м ( );

b_пл – ширина фундаментної плити, м ( ).

12.1. Визначення максимального та мінімального напружень у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження , кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( );

M_T – момент відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту, кН∙м ( );

W_пл – момент опору фундаментної плити, м³ ( ).

13.1. Визначення середнього напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження p_ср, кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( ).

14.1. Перевірка умов

де p_min – мінімальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_ср – середнє напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_max – максимальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

R – розрахунковий опір ґрунту основи, кПа ( ).

Оскільки умова 4 не виконується, з урахуванням раціонального використання бетону, приймаємо найближчу плиту марки Ф8-12 з наступними параметрами:

та перерахуємо залежні від них величини.

4.2. Визначення розрахункового опору ґрунту основи R₁ , кПа

де γ_cI і γ_cII – коефіцієнти умов роботи, що визначаються за табл. Е.7 [2]

( );

k – коефіцієнт ( );

M_γ, M_q та M_c – коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.8 [2]

( );

b – ширина підошви фундаменту, м ( );

γ_II і γ'_II – питома вага ґрунту відповідно вище та нижче підошви фундаменту, кН/м³ ( );

d₁ – приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, м ( );

d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу ( );

c_II – розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа ( ).

10.2. Визначення ваги 1 м стіни фундаменту G_ф, кН

де g – прискорення вільного падіння, кН/м² ( );

m_пл та m_бл – маса фундаментних плити та блоків відповідно, т

( );

l_пл та l_бл – довжина фундаментних плити та блоків відповідно, м

( );

n – кількість фундаментних блоків ( ).

11.2. Визначення моменту опору фундаментної плити W_пл, м³

l_пл – довжина фундаментної плити, м ( );

b_пл – ширина фундаментної плити, м ( ).

12.2. Визначення максимального та мінімального напружень у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження , кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( );

M_T – момент відносно центру ваги підошви фундаменту від рівнодіючої активного тиску ґрунту, кН∙м ( );

W_пл – момент опору фундаментної плити, м³ ( ).

13.2. Визначення середнього напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження p_ср, кПа

де – нормативне навантаження від зовнішньої стіни, кН ( );

G_ф – вага 1 м стіни фундаменту, кН ( );

A_ф – площа підошви фундаменту, м² ( ).

14.2. Перевірка умов

де p_min – мінімальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_ср – середнє напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

p_max – максимальне напруження у ґрунті під підошвою фундаменту біля грані стіни від нормативного навантаження, кПа ( );

R – розрахунковий опір ґрунту основи, кПа ( ).

Усі умови виконуються, а існуюче недонапруження складає 9,57% ˂ 10%, тому остаточно приймаємо в якості подушки фундаменту збірну плину марки Ф8-12.