Расчет и конструирование фундаментов для промышленного комплекса. Учебно-методическое пособие
.pdf
Рис. 7. Расчётная схема для определения несущей способности сваи по боковой поверхности
41
Рис. 8. Вид сконструированного свайного фундамента
42
Расчёт основания свайного фундамента по деформациям
Рис. 9. Схема свайного фундамента для расчета по деформациям
43
Вычислим расчётное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:
Rпред. = |
1,2 × 1,1 |
0,47 × 1,0 × 1,2 × 19,42 + 2,89 × 11,8 × 19,16 + |
= 1045,1кПа . |
|||
1,0 |
|
+ (2,89 |
− 1) × 1,8 × 19,16 + 5,66 × 11 |
|
||
|
|
|
|
|||
Осреднённое расчётное значение веса грунта залегающего выше подошвы фундамента составит:
γ ′ |
= γ 1h1 + γ 2 h2 |
= |
18,83× 6,0 + 19,42 × 7,65м = 19,16кН / м3 |
. |
II |
h1 + h2 |
|
6,0м+ 7,65м |
|
|
|
|
Определим вес условного фундамента:
Gфунд.гр. = BМ × 1п.м.× Dм × γ ср = 1,2м× 1,0п.м.× 13,65м× 20кН / м3 = 327,6кН / п.м.
Вычислим давление под подошвой условного фундамента:
P02 = 242,58кН / п.м×.+ 327,6кН / п.м. = 475,1кПа . 1,2м 1,0п.м.
Проверим условие:
P02 = 475,1кПа ≤ R = 1045 ,1т / м2 . Условие выполняется.
Расчёт осадки условного фундамента
Определим точки, а в них –бытовые и дополнительные давления: z = 0,4b = 0,4 ×1,2м = 0,48м .
Определим вертикальное напряжение от собственного веса грунта основания на уровне подошвы фундамента:
σ zg ,0 = γ ′d = 19,16кН / м3 ×13,65м = 261,53кПа.
Определим дополнительное давление от веса здания под подошвой фундамента (на уровне FL):
σ zp,0 = P02 = 475,1кПа.
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта на уровне подошвы фундамента:
σ zγ ,0 = σ zg ,0 = 261,53кПа.
Определим вертикальные напряжения от внешней нагрузки в заданных точках:
σzp,1 = α1σ zp,0 = 0,881× 475,10кПа = 418,56кПа .
σzp,2 = α 2σ zp,0 = 0,642× 475,10кПа = 305,01кПа.
σzp,3 = α 3σ zp,0 = 0,477 × 475,10кПа = 226,62кПа.
44
σ
σ
zp,4 = α 4σ zp,0
zp,5 = α 5σ zp,0
=0,374× 475,10кПа = 177,69кПа.
=0,306× 475,10кПа = 145,39кПа.
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выше расположенных слоёв грунта в заданных точках:
|
|
σ zg ,1 |
= σ zg ,0 + γ 1h1 |
= 261,53кПа+ 19,42кН / м3 × 0,48м = 270,85кПа . |
||||||
|
|
σ |
zg ,2 |
|
= σ |
zg ,1 |
+ γ |
h |
= 270,85кПа + 19,42кН / м3 × 0,48м = 280,17кПа. |
|
|
|
|
|
|
|
2 2 |
||||
σ |
zg ,3 |
= σ |
zg ,2 |
+ γ |
h |
= 280,17кПа + 19,42кН / м3 × 0,48м = 289,49кПа. |
||||
|
|
|
|
3 3 |
|
|
|
|||
σ zg ,4 |
= σ zg ,3 + γ 4h4 |
= 289,49кПа+ 19,42кН / м3 × 0,48м = 298,81кПа. |
||||||||
|
|
σ zg ,5 |
= σ zg ,4 + γ 4h4 |
= 298,81кПа+ 19,42кН / м3 × 0,48м = 308,13кПа. |
||||||
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта в заданных точках:
σzγ ,1 = α1σ zg ,0 = 0,881× 261,53кПа = 230,41кПа .
σzγ ,2 = α 2σ zg ,0 = 0,642× 261,53кПа = 167,90кПа.
σzγ ,3 = α3σ zg ,0 = 0,477 × 261,53кПа = 124,75кПа.
σzγ ,4 = α 4σ zg ,0 = 0,374 × 261,53кПа = 97,81кПа .
σzγ ,5 = α 5σ zg ,0 = 0,306× 261,53кПа = 80,03кПа .
Вычислим осадки Si основания в i -х слоях под подошвой фундамента:
|
|
|
|
|
|
|
n |
(σ ср |
− σ ср |
)h |
|
|
|
|
|
S = β |
zp ,i |
zγ ,i |
i |
. |
(2.12) |
||||
|
|
|
Ei |
|
||||||||
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|||
S0−1 |
= 0,8 |
(446,83 − 245,97) × 0,48 |
= 0,0046 м. |
|
|
|
||||||
16600 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S1−2 |
= 0,8 |
(361,79 − 199,16) × 0,48 |
= 0,0038 м. |
|
|
|
||||||
16600 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S2−3 |
= 0,8 |
|
(265,82 − 146,33) × 0,48 |
= 0,0028 м . |
|
|
|
|||||
16600 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S3−4 |
= 0,8 |
|
(202,16 − 111,28) × 0,48 |
|
= 0,0021м . |
|
|
|
||||
16600 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S4−5 |
= 0,8 |
|
(161,54 − 88,92) × 0,48 |
= 0,0017 м . |
|
|
|
|||||
16600 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выполним проверку условия: S = 1,50см ≤ Su = 8,0см . Условие выполняется.
45
Рис. 10. Эпюры напряжений в основании фундамента
46
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
||
|
|
|
|
Расчет осадки в табличной форме (сечение 1 – 1) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ zp ,0 |
σ zp ,i |
ср |
σ zg ,i |
0,5σ zg ,i |
σ zg ,0 |
σ zγ ,i |
ср |
Ei |
|
Si |
|
z |
hi |
ξ |
α |
σ zp ,i |
σ zγ .i |
|
|
||||||||
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
|
м |
|
||||
м |
м |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,48 |
0 |
1 |
|
475,10 |
446,83 |
261,53 |
130,77 |
|
261,53 |
245,97 |
|
|
0,0046 |
|
0,48 |
0,8 |
0,881 |
|
418,56 |
270,85 |
135,43 |
|
230,41 |
|
|
|
||||
0,48 |
|
361,79 |
|
199,16 |
|
|
0,0038 |
|
|||||||
0,96 |
1,6 |
0,642 |
|
305,01 |
280,17 |
140,09 |
|
167,90 |
|
|
|
||||
0,48 |
475,10 |
265,82 |
261,53 |
146,33 |
16600 |
|
0,0028 |
|
|||||||
1,44 |
2,4 |
0,477 |
226,62 |
289,49 |
144,75 |
124,75 |
|
|
|||||||
0,48 |
|
202,16 |
|
111,28 |
|
|
0,0021 |
|
|||||||
1,92 |
3,2 |
0,374 |
|
177,69 |
298,81 |
149,41 |
|
97,81 |
|
|
|
||||
0,48 |
|
161,54 |
|
88,92 |
|
|
0,0017 |
|
|||||||
2,40 |
4,0 |
0,306 |
|
145,38 |
308,13 |
154,07 |
|
80,03 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение 2 – 2. Расчёт ленточного фундамента под внутреннюю несущую стену в бесподвальной части здания
Таблица 15
Сбор нагрузок на обрез фундамента под внутреннюю несущую стену здания в бесподвальной части здания
|
|
|
|
|
|
Нормативная |
|
Расчетная |
№ |
|
|
|
|
|
|
нагрузка, |
|
Вид нагрузки |
|
нагрузка, |
γ f |
|||||
п.п. |
|
кН/п.м., |
||||||
|
|
|
|
|
кН/п.м., Fvo2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Fvo1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постоянные |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вес конструкции кровли: |
|
|
|
|
|||
1 |
m = A2− 2 × Gкровл. = 7,5м2 × |
|
5,25 |
1,3 |
6,83 |
|||
|
× 0,7кН / м2 = 5,25кН / п.м. |
|
|
|
|
|||
|
Вес плиты покрытия: |
|
|
|
|
|||
2 |
m = A2−2 × Gпокр. |
= 7,5м2 × |
|
18,75 |
1,1 |
20,63 |
||
|
× 2,5кН / м2 = 18,75кН / п.м. |
|
|
|
|
|||
|
Вес стены: |
|
|
|
|
|
||
3 |
m = 1,0п.м.× t × hэт × Nэт. |
× γ кирп.кл. |
= |
82,08 |
1,1 |
90,29 |
||
= 1,0п.м.× 0,38м× 3,0м× 4эт× |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||
|
×18,0кН / м3 = 82,08кН / п.м. |
|
|
|
|
|||
|
Вес плит перекрытия: |
|
|
|
|
|||
4 |
m = A2−2 × Gперекр. × (Nэт − 1)= |
|
67,50 |
1,1 |
74,25 |
|||
= 7,5м2 × 3,0кН / м2 × |
(4 − 1)= |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
= 67,50кН / п.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вес конструкции пола: |
|
|
|
|
|||
5 |
m = A2−2 × Gпола × (Nэт |
− 1)= |
|
11,25 |
1,3 |
14,63 |
||
= 7,5м2 × 0,5кН / м2 × |
(4 − 1)= |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
= 11,25кН / п.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вес перегородок: |
|
|
|
|
|||
|
m = tперег. × Lперег. × ( N эт − 1)× hэт × |
|
|
|
||||
6 |
|
6,0 |
+ |
9,0 |
|
48,60 |
1,1 |
53,46 |
× γ кирп.кл. = 0,12м× |
2 |
× |
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
( 4эт− 1)× 18,0кг / м3 = |
|
|
|
|
|
||
|
= 48,60кН / п.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
=233,43 |
|
=260,09 |
|
Окончание таблицы 15
|
Временные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полезная нагрузка на покрытие: |
|
|
|
|
1 |
m = A2−2 × Gпол.покр. = 7,5м2 × |
5,25 |
1,2 |
6,30 |
|
|
× 0,7кН / м2 = 5,25кН / п.м. |
|
|
|
|
|
Полезная нагрузка на |
|
|
|
|
|
перекрытия: |
|
|
|
|
2 |
m = A2−2 × Gпол.перекр. × ( N эт − 1) = |
45,0 |
1,2 |
54,0 |
|
|
= 7,5м2 × ( 4эт− 1)× 2,0кН / м2 = |
|
|
|
|
|
= 45,0кН / п.м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес снеговой нагрузки |
|
|
|
|
3 |
(расчетн.): |
12,6 |
0,7 |
18,0 |
|
m = A × Gснега = 7,5м2 × |
|||||
|
|
|
|
||
|
× 2,4кН / м2 = 18,0кН / п.м. |
|
|
|
|
|
Итого: |
=62,85 |
|
=78,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего: |
=296,28 |
|
=338,39 |
|
|
|
|
|
|
Расчет и конструирование фундамента на естественном основании
Глубину заложения подошвы фундамента принимаем -1,7 м от существующего уровня земли.
Предварительную площадь подошвы фундамента вычисляем по следующей формуле:
|
Aпред. = |
Fvo 2 |
= |
|
296,28 |
|
= 1,66 ≈ 1,7 м |
2 |
. |
|
|
|||||||
|
R0 − γ срd |
|
213 |
− 20 × 1,7 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
bпред. = |
|
Апред. |
|
= |
1,7 м2 |
1,7 м . |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1п.м. |
1п.м. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Вычислим предварительное сопротивление грунта под подошвой |
||||||||||||||||||
фундамента: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rпред. = 1,2 × 1,1 |
[0,51× 1,0 × 1,7 × 18,83 + 3,06 × 1,7 × 15,06 + 5,66 × 14]= 229,54кПа |
|||||||||||||||||
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уточняем размеры подошвы фундамента: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Aуточ = |
|
Fvo 2 |
|
= |
|
|
|
296,28 |
|
|
= 1,51 ≈ 1,6м |
2 |
. |
||||
|
Rпред. − γ ср d |
|
229,54 − 20 |
× |
1,7 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|