5. Определение экономичности вариантов фундаментов по объему используемого бетона.
Объем бетона фундамента мелкого заложения: 7,938+1,512+2,7=12,15м3
Объем бетона свайного фундамента: 9×0,3×0,3×14+4,2×2,4×0,45+1,512=20,79м3
По результатам сравнения двух вариантов фундаментов наиболее экономичным является I тип фундамента. Поэтому для дальнейшего расчета принимаем фундамент мелкого заложения.
6. Фундамент мелкого заложения под колонну №2.
Нагрузка на обрез фундамента: N=2500 кН, М=610 кНм. Q=80кН
Принимаем в качестве несущего слоя слой №1 – пески пылеватые. Колонны металлические. Обрез фундамента для баз металлических колонн на отметке –700мм. Глубина заложения фундаментов назначается в соответствии с п.п. 2.25-2.33 [1].
Нормативная глубина сезонного промерзания:
,
где d0=0.28 м (для песков пылеватых), Мt=78,4 – безразмерный коэффициент для г. Иркутска.
Расчетная глубина сезонного промерзания при Мt=78,4 для здания без подвала с полами по грунту и температуре воздуха в помещении коэффициент Кh=0,9:
,
где kh=0.9 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения.
В соответствии с условием для пучинистых грунтов:
Высота фундамента принимается по формуле:
Принимаем конструктивно = 1,8м.
Следовательно, глубина заложения фундаментов по формуле:
Окончательную глубину заложения фундамента, с соблюдением условия для пучинистых грунтов, назначаем:
3.2. Определение размеров подошвы фундамента.
Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим величину условного расчётного сопротивления грунта основания R0 по табл.2 Приложения 3 [1]. R0=250кПа.
,
где NII=2500 кН – нагрузка на фундамент,
R0=250 кПа (при е=0,63 Sr=0.49),
- отношение сторон подошвы фундамента,
- осредненный удельный вес фундамента и грунта.
Расчетное сопротивление грунта при b=3,54 м.:
,
где =1,25; =1,1;
k=1,1;
=0,91 =4,64; =7,14;
=1; =0;
=9,87кН/м3; ;
d1=2,5 м.
Уточняем
Так как имеем значительное расхождение величины в с предыдущим значением, то вновь определяем R при в=3,18 м.
,
.
Два
последних значения в близки между собой
и поэтому принимаем ближайший размер
в, кратный 300 мм.
;
;
Среднее давление под подошвой фундамента от расчетных вертикальных усилий:
Краевые давления под подошвой фундамента:
,
где
- момент сопротивления подошвы фундамента.
Условия выполняются, принимаем фундамент с размерами подошвы 3,6х3,6, W=7,78 м3.
Проверка по слабому подстилающему слою не выполняется, так как Слой 2 (супесь) находится в твердом состоянии с модулем деформации Е=13,76 мПа и является надежным основанием.
3.3. Конструирование фундамента.
Для начала примем 1ую ступень:
Наибольший допустимый вынос нижней ступени: ,
где k1=3 (P=0.2429 МПа, В15).
Примем высоту нижней ступени =450 мм. Тогда рабочая высота бетона при величине мм (здесь 20 – предполагаемый диаметр арматуры) =450-80=370 мм.
Допустимый вынос нижней ступени =3·370=1110 мм.
Фактический вынос ступени (в предположении, что плитная часть состоит из одной ступени) в направлении размера в составляет
мм.
Принимаем в направлении b плитную часть двухступенчатую с высотой ступеней h1=450мм и h2=300 мм. h2=1050мм
м.
Так как в направлении l величина фактического свеса не превышает допустимую, то в направлении l плитную часть принимаем двухступенчатой h1=450мм и h2=1350мм.
Из
Принимаем конструктивное оформление фундамента в соответствии с рис. 8
Рис.8