4.3. Проектирование железобетонных фундаментов стаканного типа под колонны крайнего ряда

3.1. Выбор глубины заложения

Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-расти­тельного слоя должна быть больше 0.6 м (d> 0.6 м). Нормальная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле:

где М_t- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимают по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;

d₀ - величина , принимаемая для супесей- 0,28.

Расчетная глубина сезонного промерзания при температуре в помещении 10°С с полами по грунту:

где К_h - коэффициент, учитывающий температуру воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, наличие подвала или техподполья, а также состав полов.

Из конструктивных требований к заделке прямоугольной колонны в стакан высота фун­дамента определяется по формуле:

d_c>1,05-0,15 = 0,9м.

h_f≥d_c+h_g +0,05 = 0,9+0,2 + 0,05 = 1,15 м.

где d_c - глубина заделки колонны в фундамент;

h_g - расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, принимаемое не менее 0,2 м.

0,05 – расстояние между торцом колонны и дном стакана, назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже, м.

Из трех полученных значений принимаем максимальное, округленное до ближайшего большего кратно 0,3 м, при этом учитываем, что минимальная высота фундамента принимается 1,5 м. Для данных условий принимаем глубину заложения d=h=1,5 м.

4.4. Определение размеров подошвы фундамента

В первом приближении площадь подошвы фундамента:

где N_II- сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний, кН;

R_o- табличное значение расчетного сопротивления грунта, кПа;

γ_mt ~ среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м³;

d - принятая глубина заложения фундамента.

Для прямоугольных фундаментов размеры подошвы назначают из соотношения:m= b/l = 0,6-0,85.

Предварительно принимаем столбчатый фундамент 2,4 х 3 м. Фактическая площадь А=3*2,4=7,2 м².

Находим нагрузки в подошве фундамента и эксцентриситет относительно точки О₁:

Для первого сочетания нагрузок:

=

=

G_f-суммарный вес грунта, действующий на фундамент, его уступы и подготовки под полы;

G_f = b*l(h_f + 0.15)*y_mt=2,4*3*(1,5 +0,15)*20=237,6 кН.

Рассчитываем относительный эксцентриситет:

_;

По первому сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.

Для второго сочетания нагрузок:

=

=

Рассчитываем относительный эксцентриситет:

_;

По второму сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.

В обоих случаях , поэтому размеры подошвы фундамента не изменяются и смещение центра тяжести подошвы фундамента относительно оси колоны О₁ не производим.

4.5 Определение размеров фундамента, исходя из несущей способности грунта

Расчётное сопротивление грунта основания:

где γ_cI, γ_сII- коэффициенты условий работы по приложению 26 [1];

К_z- коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента (К_z=1)

M_γ, M_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по приложению 27 [1] в зави­симости от угла внутреннего трения (для ; M_γ = 0,69; M_q= 3,65; M_c= 6.24).

усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

d₁ –глубина заложения фундамента, d₁;

d_b –высота подвала;

c_II –значение коэффициента удельного сцепления.

Давление в подошве фундамента для первого нагружения:

;

Давление в подошве фундамента для второго нагружения:

;

- не выполняется

Размеры фундамента считаются подобранными удачными, если хотя бы в одном из условий отклонения составляют:

- перенапряжение ≤5%

- недонапряжение ≤10%

Рассчитываем перенапряжение по наиболее невыгодному сочетанию:

Проверка не выполняется.

4.6. Увеличиваем длину и ширину подошвы фундамента, полагая b=2,70 м и l=3,30 м

Для первого сочетания нагрузок:

=

=

G_f-суммарный вес грунта, действующий на фундамент, его уступы и подготовки под полы;

G_f = b*l(h_f + 0.15)*y_mt=2,7*3,3*(1,5 +0,15)*20=294 кН.

Рассчитываем относительный эксцентриситет:

_;

По первому сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.

Для второго сочетания нагрузок:

=

=

Рассчитываем относительный эксцентриситет:

_;

По второму сочетанию усилий эксцентриситет не превышает допустимый.

В обоих случаях , поэтому размеры подошвы фундамента не изменяются и смещение центра тяжести подошвы фундамента относительно оси колоны О₁ не производим.