Раздел 5: Основания и фундаменты
Тема: Фундаменты неглубокого заложения на естественных основаниях.
Наименование работы Расчет осадки методом послойного суммирования.
Цель работы: Научиться рассчитывать осадку.
Литература: М.В. Берлинов стр.396-399 «Строительные конструкции».
Содержание работы:
1. Рассчитать осадку фундамента с заданной нагрузкой, грунтом, глубиной заложения и размерами подошвы и сравнить ее с максимально допустимой. Исходные данные по вариантам взять из таблицы 5.1.
Методические указания.
Осадка фундамента определяется по формуле:
S
= β
(7.5);
где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8; σzpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i – том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi и Е – соответственно толщина и модуль деформации 1-го слоя грунта; n – число слоев (участков), на которое разбита сжимаемая толща основания. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z=Hс, где выполняется условие: σzp = 0,2σzg, где σzg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта.
Пример решения:
Данные:
Заданная нагрузка N=2000 кН; глубина заложения фундаментаdf = 1,8 м; размеры подошвы l хв = 2,2х2,2 м.
Грунты основания имеют следующие данные: осредненный удельный вес грунта γII = 20 кН/м3; модуль деформации Е = 28 МПа = 28000 кН/м2.
Решение:
1. Площадь подошвы фундамента: А = 2,2*2,2 = 4,84 м2.
2.
Среднее давление под подошвой: p
=
3. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы:
σzog = γII*df = 20*1,8 = 36 кН/м3, где γII = γII = 20 кН/м3
4. Дополнительное вертикальное давление на основание:
p0 = p – σzog = 413 – 36 = 377 кН/м2
5. Принимаем толщину грунта равной:
hi = 0,2*в = 0,2*2,2 = 0,44 м. Значит zi будут равны:
0,44; 0,88 и т.д., а g = 27/в →0,4; 0,8; 1,2 и т.д.
Вычисляем осадки слоев, вычисления приведены в табл. 5.3.
На глубине z = 5,28 м ниже подошвы фундамента соблюдается условие:
σzp = 29 = 0,2 σzg = 29 кН/м2
Суммируя осадки слоев до глубины z = 5,28 м, получим полную осадку фундамента:
S
= β
Полученное значение осадки меньше Su = 8 см, следовательно, принятые размеры фундамента и глубина его заложения отвечают требованиям расчета основания по деформациям.
Таблица 5.1. Исходные данные к задаче
Номер варианта |
N, кН |
l*b, м |
df, м |
vII, кН/м3 |
Е, МПа |
1 |
800 |
2*2 |
1,8 |
16 |
10 |
2 |
1000 |
2,2*2 |
1,8 |
16 |
11 |
3 |
1200 |
2,4*2 |
1,8 |
16 |
12 |
4 |
1400 |
2,6*2 |
1,8 |
16 |
13 |
5 |
1600 |
2,8*2 |
1,8 |
16 |
14 |
6 |
1200 |
3,0*2 |
1,9 |
17 |
15 |
7 |
1400 |
2,2*2,2 |
1,9 |
17 |
16 |
8 |
1600 |
2,4*2,2 |
1,9 |
17 |
17 |
9 |
1800 |
2,6*2,2 |
1,9 |
17 |
18 |
10 |
2000 |
2,8*2,2 |
1,9 |
17 |
19 |
11 |
1400 |
3*2,2 |
2 |
18 |
20 |
12 |
1600 |
3,2*2,2 |
2 |
18 |
12 |
13 |
1800 |
2,4*2,4 |
2 |
18 |
22 |
14 |
2000 |
2,6*2,4 |
2 |
18 |
23 |
15 |
1400 |
2,8*2,4 |
2 |
18 |
24 |
16 |
1600 |
3*2,4 |
2,1 |
19 |
25 |
17 |
1800 |
3,2*2,4 |
2,1 |
19 |
26 |
18 |
2000 |
3,4*2,4 |
2,1 |
19 |
27 |
19 |
2200 |
2,6*2,6 |
2,1 |
19 |
28 |
20 |
1800 |
2,8*2,6 |
2,1 |
20 |
29 |
21 |
2000 |
3*2,6 |
2,2 |
20 |
30 |
22 |
2200 |
3,2*2,6 |
2,2 |
20 |
31 |
23 |
2400 |
3,4*2,6 |
2,2 |
20 |
32 |
24 |
2600 |
2,8*2,8 |
2,2 |
20 |
33 |
25 |
2400 |
3*2,8 |
2,3 |
20 |
34 |
26 |
2600 |
3,2*2,8 |
2,8 |
19 |
35 |
27 |
2800 |
3,4*2,8 |
2,3 |
19 |
36 |
28 |
3000 |
3*3 |
2,3 |
19 |
37 |
29 |
3400 |
3,4*3 |
2,3 |
19 |
39 |
Таблица 5.2. Коэффициент α
|
Коэффициент α для фундаментов |
|||||||
круглых |
прямоугольных с соотношением сторон η=l/b равным |
ленточных при η≥10 |
||||||
1 |
1,4 |
1,8 |
2,4 |
3,2 |
5 |
|||
0,0 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
0,4 |
0,949 |
0,960 |
0,972 |
0,975 |
0,976 |
0,977 |
0,977 |
0,977 |
0,8 |
0,756 |
0,800 |
0,848 |
0,866 |
0,875 |
0,879 |
0,881 |
0,881 |
1,2 |
0,547 |
0,606 |
0,682 |
0,717 |
0,740 |
0,749 |
0,754 |
0,755 |
1,6 |
0,390 |
0,449 |
0,532 |
0,578 |
0,612 |
0,630 |
0,639 |
0,642 |
2,0 |
0,285 |
0,336 |
0,414 |
0,463 |
0,505 |
0,529 |
0,545 |
0,550 |
2,4 |
0,214 |
0,257 |
0,325 |
0,374 |
0,419 |
0,449 |
0,470 |
0,477 |
2,8 |
0,165 |
0,201 |
0,260 |
0,304 |
0,350 |
0,383 |
0,410 |
0,420 |
3,2 |
0,130 |
0,160 |
0,210 |
0,251 |
0,294 |
0,329 |
0,360 |
0,374 |
3,6 |
0,106 |
0,130 |
0,173 |
0,209 |
0,250 |
0,285 |
0,320 |
0,337 |
4,0 |
0,087 |
0,108 |
0,145 |
0,176 |
0,214 |
0,248 |
0,285 |
0,306 |
4,4 |
0,073 |
0,091 |
0,122 |
0,150 |
0,185 |
0,218 |
0,256 |
0,280 |
4,8 |
0,067 |
0,077 |
0,105 |
0,130 |
0,161 |
0,192 |
0,230 |
0,258 |
5,2 |
0,053 |
0,066 |
0,091 |
0,112 |
0,141 |
0,170 |
0,208 |
0,239 |
5,6 |
0,046 |
0,058 |
0,079 |
0,099 |
0,124 |
0,152 |
0,189 |
0,223 |
6,0 |
0,040 |
0,051 |
0,070 |
0,087 |
0,110 |
0,136 |
0,172 |
0,208 |
6,4 |
0,036 |
0,045 |
0,062 |
0,077 |
0,098 |
0,122 |
0,158 |
0,196 |
6,8 |
0,032 |
0,040 |
0,055 |
0,069 |
0,088 |
0,110 |
0,144 |
0,184 |
7,2 |
0,028 |
0,036 |
0,049 |
0,062 |
0,080 |
0,100 |
0,133 |
0,175 |
7,6 |
0,024 |
0,032 |
0,044 |
0,056 |
0,072 |
0,091 |
0,123 |
0,166 |
8,0 |
0,022 |
0,029 |
0,040 |
0,051 |
0,066 |
0,084 |
0,113 |
0,158 |
8,4 |
0,021 |
0,026 |
0,037 |
0,046 |
0,060 |
0,077 |
0,105 |
0,150 |
8,8 |
0,019 |
0,024 |
0,036 |
0,042 |
0,055 |
0,070 |
0,098 |
0,144 |
9,2 |
0,018 |
0,022 |
0,031 |
0,039 |
0,051 |
0,065 |
0,091 |
0,137 |
9,6 |
0,016 |
0,020 |
0,028 |
0,036 |
0,047 |
0,060 |
0,085 |
0,132 |
10 |
0,015 |
0,019 |
0,026 |
0,033 |
0,044 |
0,056 |
0,079 |
0,126 |
11,2 |
0,011 |
0,017 |
0,023 |
0,029 |
0,040 |
0,050 |
0,071 |
0,114 |
12 |
0,009 |
0,015 |
0,020 |
0,026 |
0,034 |
0,044 |
0,060 |
0,104 |
Примечания: 1. Буквой b обозначается ширина или диаметр фундамента, l – длина фундамента. 2.
Для фундаментов, имеющих подошву в
форме правильного многоугольника с
площадью А значения α принимается как
для круглых фундаментов радиусом
3. Для промежуточных значений L и η коэффициент α определяется интерполяцией. |
||||||||
Таблица 5.3. Расчет осадки фундамента к задаче 4.
z, м |
|
α |
σzp=αp0, кН/м2
|
|
hi, м |
Еi, кН/м2
|
|
|
0,2σzg, кН/м2
|
0 |
0 |
1 |
377 |
369 |
0,44 |
28000 |
0,0058 |
36 |
7 |
0,44 |
0,4 |
0,96 |
362 |
332 |
0,44 |
28000 |
0,0052 |
58 |
12 |
0,88 |
0,8 |
0,8 |
302 |
265 |
0,44 |
28000 |
0,0042 |
66 |
13 |
1,32 |
1,2 |
0,606 |
228 |
198 |
0,44 |
28000 |
0,0031 |
75 |
15 |
1,70 |
1,6 |
0,419 |
169 |
148 |
0,44 |
28000 |
0,0023 |
84 |
16 |
2,29 |
2 |
0,336 |
127 |
112 |
0,44 |
28000 |
0,0018 |
93 |
19 |
2,64 |
2,4 |
0,257 |
97 |
86 |
0,44 |
28000 |
0,0013 |
102 |
20 |
3,08 |
2,8 |
0,201 |
76 |
68 |
0,44 |
28000 |
0,0011 |
110 |
22 |
3,52 |
3,2 |
0,16 |
60 |
54 |
0,44 |
28000 |
0,0008 |
100 |
22 |
3,96 |
3,6 |
0,13 |
49 |
45 |
0,44 |
28000 |
0,0007 |
119 |
24 |
4,4 |
4 |
0,108 |
41 |
37 |
0,44 |
28000 |
0,0006 |
128 |
26 |
5,28 |
4,8 |
0,077 |
29 |
31 |
0,44 |
28000 |
0,0005 |
146 |
29 |
5,72 |
5,2 |
0,066 |
25 |
27 |
0,44 |
28000 |
0,0004 |
154 |
20 |
