1649

3. Определение нагрузок от покрытия.

Район строительства Рубцовск соответствует III снеговому району. Расчетное значение веса снегового покрова на 1м2 поверхности земли Sq = 1,80 кН / м2. Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие = 1. Величина расчетной нагрузки S = Sq · = 1,8 · 1 = 1,8 кН / м2. Нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0,7: Sн = 1,8 0,7 = 1,26 кН / м2. В данном районе строительства для снеговой нагрузки вводится понижающий коэффициент се [6, п.5.5]. В рассматриваемом случае этот коэффициент равен 0,7.

Нормативное значение снеговой нагрузки Sн = 1,26 0,7 ≈ 0,9 кН/м2. Равномерно распределенная нагрузка от веса конструкций покрытия с учетом снеговой нагрузки составит qнпок = 3,4 кН / м2.

Погонная нагрузка от покрытия для наружной стены Nнпок,нар = = 3,77 3,4 = 12,82 кН / мп ≈ 13 кН / мп, для внутренней стены

Nнпок,вн = 7,54 3,4 = 25,64 кН/мп ≈ 26 кН / мп.

Определение расчетных параметров:

1.Коэффициенты условия работы с1 = 1; с2 = 1 (при IL > 0,5).

2.Характеристики грунта определены непосредственными испытаниями, k = 1.

3.Мγ = 0,51; Мq = 3,06; Мс = 5,66 (при φII = 20º).

4.Ширина подошвы фундамента b = 2,0 м → kz = 1.

5.Ширина подвала менее В < 20 м, глубина подвала меньше 2,0 м. Следовательно, db = 1,3 м.

6.Уровень грунтовых вод располагается выше подошвы фундамента. Осредненное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента производится с учетом взвешивающего действия воды:

IIвз 2,7 1 9,3 кН / м3.

10,82

7.Определение значений удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

-для насыпного грунта II' = 17,7 кН / м3;

-для мягкопластичного суглинка выше WL II' = 19,5 кН / м3;

-для мягкопластичного суглинка в пределах между WL и FL

II'вз = 9,3 кН / м3.

Средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунтов

II' = (17,7 · 0,7 + 19,5 · 0,8 + 9,3 · 1,0) / 2,5 = 14,9 кН / м3.

8. d1 – приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала, определяемая по формуле d1 hs hcf cf / II' , здесь hs = 1,1 м –

толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала; γсf = 25 кН / м3 – расчетное значение объемного веса конструкции пола подвала.

d1 1,1 0,1 25/14,9 1,27 м.

Расчетное сопротивление грунта основания:

R 10,51 1 2,0 9,3 3,06 1,27 14,9 2,06 1,3 17,7 5,66 25 256 кПа.

Пример 3

Задача: выполнить проверку давлений на уровне кровли слабого подстилающего слоя.

Исходные данные (рис.7):

1.Плотность насыпного грунта γII =18 кН / м3.

2.Грунт основания – суглинок тугопластичный. Основные физи- ко-механические характеристики при доверительной вероятности

0,85:

-плотность грунта γII = 19 кН / м3;

-удельное сцепление CII = 18 кПа;

-угол внутреннего трения φII = 19º;

-плотность частиц s = 27 кН / м3;

-коэффициент пористости е = 0,82.

3. Подстилающий слой – суглинок текучепластичный. Основные физико-механические характеристики грунта при доверительной вероятности 0,85:

-плотность грунта γII = 19,3 кН / м3;

-удельное сцепление CII = 7 кПа;

-угол внутреннего трения φII = 18º;

-плотность частиц s = 26,6 кН / м3;

-коэффициент пористости е = 0,7.

4.Глубина подвала 1,7 м, ширина подвала В = 14 м.

5.Пол подвала грунтовый.

6.Нормативная погонная нагрузка по обрезу фундамента N = 350 кН / мп.

Расчет:

Давление под подошвой фундамента составляет р = 246 кПа. Расчетное сопротивление грунта основания (под подошвой фундамента) R = 265 кПа (определено расчетом в программе «Foundation»). Условие р = 246 кПа < R = 265 кПа на кровле прочного слоя выполняется.

Проверка давлений на кровле слабого подстилающего слоя производится из условия zp zg Rz (13).

Дополнительные вертикальные напряжения σzp рассчитываются

по формуле σzp = α р0.

Дополнительное давление под подошвой фундамента р0 = р – σzg0.

zg0 II' d1 19 2,7 51 кПа. р0 = 246 – 51 = 195 кПа.

Коэффициент α принимают в зависимости от коэффициента ζ:

ζ = 2 z / b = 2 1 / 1,6 = 1,25 (z – расстояние от подошвы фундамента до кровли слабого слоя).

Соответственно коэффициент α = 0,741.

σzp = 0,741 195 = 144,5 кПа.

σzg = II(1) d1 + II(1)взв z = 19 2,7 + 9,4 1 = 60,7 кПа.

Расчетное сопротивление на кровле слабого слоя определяют по формуле (10):

в которой вместо b принимается bz – ширина условного фундамента. Для ленточных фундаментов bz N / zp (350 32)/144,5 2,64 м.

Rz 10,43 1 2,64 9,4 2,73 2 16,4 1,73 1,7 16,4 5,31 7 185,5 кПа.

Прочность основания на кровле слабого подстилающего слоя не обеспечена (σzp + σzg = 205,2 кПа > Rz = 185,5 кПа). Необходимо увеличить ширину фундамента до b = 2 м. Проверочный расчет в программе «Foundation» показал, что условие прочности основания на кровле слабого при ширине фундамента b = 2 м выполняется.

Окончательно назначаем ширину фундамента b = 2 м.

Пример 4

Задача: подобрать плиту ФЛ по несущей способности.

Исходные данные:

-расчетное сопротивление грунта основания 220 кПа;

-ширина фундаментной плиты 1,6 м;

- по плитам ФЛ смонтированы блоки ФБС толщиной 600 мм.

Расчет:

При расчетах фундаментов по деформациям определяют необходимую ширину плиты. При рассчитанной ширине плиты давления на грунт под подошвой не должны превышать расчетного сопротивления грунта основания. Рассчитанной ширине соответствуют плиты ФЛ16 (табл. П.3.1). Для данных плит предусмотрено 4 группы несущей способности.

Группа плиты по несущей способности определяется по табл. П.3.2. Расчетное сопротивление грунта составляет 220 кПа или 0,22 МПа. По таблице принимается ближайшая плита с большей несущей способностью (0,25 МПа), чем давление на грунт (расчетное сопротивление грунта), т.е. группа несущей способности плиты 2.

Таким образом, марка фундаментной плиты ФЛ16.24-2.

Пример 5

Задача: используя программу «Foundation», выполнить проверку условия p < R для ленточного фундамента.

Исходные данные к программе:

-тип фундамента – ленточный на естественном основании;

-тип грунта в основании – пылевато-глинистый грунт, IL > 0,5;

-характеристики грунтов определены непосредственными испытаниями;

-уровень грунтовых вод (относительно подошвы фундамента)

hw = 0,3 м;

-удельный вес грунта (плотность) G (γII) = 19,8 кН / м3;

-удельное сцепление CII = 26 кПа;

-угол внутреннего трения φII = 20º;

-конструктивная схема здания – гибкая;

-высота фундамента Н = 2,7 м;

-тип расчета – проверить заданный;

-ширина подошвы b = 1,6 м;

-способ расчета – расчет основания по деформациям;

-нагрузка на 1 погонный метр N = 290 кН / мп (нормативное значение);

-усредненный коэффициент надежности по нагрузке 1;

-дополнительные данные для зданий с подвалом:

высота грунта выше подошвы фундамента hs = 0,6 м;

Рис. 10. Результаты расчета в программе «Foundation»

Вывод: R = 224,963 кПа < р = 246,571 кПа. Следует отметить, что при расчетах программа автоматически учитывает вес фундамента и грунта на его уступах.

Пример 6

Задача: используя программу «Foundation», рассчитать осадку ленточного фундамента.

Исходные данные к программе:

-тип расчета – деформации основания;

-количество слоев грунта под подошвой фундамента – 3;

-характеристики слоев грунта (табл. 2).

-способ расчета – расчет осадки;

-глубина заложения фундамента h = 2,8 м;

-высота фундамента Н = 2,8 м;

-расстояние до грунтовых вод (относительно подошвы фундамента) hw = 0,4 м;

Вывод: S = 5,4 см < Su = 10 см, т.е. требуемое условие выполнено. Собственный вес фундамента и грунта на его уступах при расчете учтен автоматически.

Библиографический список

1.СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования/ Госстрой СССР. – М.: НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР, 2000.

2.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений)/ Госстрой СССР. – М.: НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР, 2000.

3.СНиП 23-01-99. Строительная климатология/ Госстрой СССР. – М.: НИИСФ Госстроя СССР, 2003.

4.ГОСТ 13580-85 (с попр. 2004г.). Плиты железобетонные ленточных фундаментов. Технические условия.

5.Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов (основы теории и расчета)/ В.А. Веселов. – М.: Стройиздат, 1990.

6.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 2003.

7.Ухов С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты/ С.Б. Ухов. – М.: Высшая школа, 2004.

8.Далматов Б.И. Основания и фундаменты. Ч.2. Основы геотехники/ Б.И. Далматов. – М.: АСВ, СПТТАСУ, 2002.

9.Геологическое картирование: учебное пособие / сост. О.В. Тюменцева. – Омск: СибАДИ, 2008. – 76 с.

10.Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» / сост. М.Е. Кашицкая. – Омск: СибАДИ, 2006. – 36 с.

11.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.