Расчет и конструирование фундаментов для промышленного комплекса. Учебно-методическое пособие
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 20 |
|
|
|
|
|
|
Расчет осадки в табличной форме (сечение 3 – 3) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
0,68 |
0 |
1 |
|
|
213,47 |
192,13 |
32,01 |
16,00 |
|
32,01 |
28,81 |
|
0,0064 |
|
|
|
|
|
0,0044 |
|
||||||||||
0,68 |
0,8 |
0,800 |
|
|
170,78 |
44,81 |
22,41 |
|
25,61 |
|
|
||||
0,68 |
|
|
133,32 |
|
19,99 |
|
0,0025 |
|
|||||||
1,36 |
1,6 |
0,449 |
213,47 |
|
95,85 |
57,61 |
28,81 |
32,01 |
14,37 |
14000 |
|
||||
0,68 |
|
75,36 |
11,30 |
0,0015 |
|
||||||||||
2,04 |
2,4 |
0,257 |
|
|
54,86 |
70,41 |
35,21 |
|
8,23 |
|
|
||||
0,68 |
|
|
44,51 |
|
6,68 |
|
= 1,5см |
|
|||||||
2,72 |
3,2 |
0,160 |
|
|
34,15 |
83,21 |
41,61 |
|
5,12 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет свайных фундаментов
При расчетах будем использовать сборную железобетонную забивную сваю с размером поперечного сечения 400х400 мм, длиной 3,0 м, погружаемую без выемки грунта.
Рис. 19. Расчётная схема определения несущей способности сваи на боковой поверхности
|
|
|
|
|
Таблица 21 |
Определение несущей способности сваи по боковой поверхности |
|||||
|
(расчетная схема приведена на рис. 19) |
||||
№ |
zi , м |
fi , кН/м2 |
hi , м |
|
fi × hi |
уч-ка |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,7 |
27,9 |
1,0 |
|
27,9 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2,7 |
33,5 |
1,0 |
|
33,5 |
3 |
3,675 |
37,0 |
0,95 |
|
35,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
fi × hi = 96,55кН / м |
|
|
|
|
|
|
|
Нормативная несущая способность висячей забивной сваи, составить:
Fd = γ c (γ cR RA + u γ cf fi hi )=
= 1,0(1,0 × 2545 × 0,16 + 1,6 ×1,0 × 96,55) = 561,68кН ,
где γ с = 1,0 ; γ сR = 1,0 ; γ сf = 1,0 ; u = 4 × 0,4м = 1,6м ;
А = 0,42 м = 0,16 м2 ;
R = 2545кПа – согласно таблице 8 (табл. 7.2 СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», на глубине 4,15 м от планировочной отметки при IL = 0,3 .
Расчётное сопротивление несущей способности сваи в составе фундамента по несущей способности составит:
Fdf = |
γ 0 Fd |
= |
1,15 × 561,68 |
= 401,2кН . |
|
|
γ nγ k |
|
1,15 × 1,4 |
|
|
Определим количество свай в ростверке: |
|
||||
n = |
Fvo1 |
596,74 |
≈ 2,0шт. |
||
|
= |
401,2 = 1,49 |
|||
F f |
|
||||
d
Вес ростверка составит:
Gрост. = 0,6м× 1,8м× 1,2м× 20кН / м3 = 25,92кН .
Нагрузка, приходящаяся на одну сваю с учётом веса ростверка, составит:
N01 |
= |
Fvo1 |
+ Gрост. |
= |
596,74 + 25,92 |
= 311,33кН . |
|
|
|
n |
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
||
Проверим условие: |
Fdf |
= 401,2кН ≥ N01 = 311,33кН . Условие выполнено. |
|||||
73
Рис. 20. Вид сконструированного свайного фундамента
74
Расчёт основания свайного фундамента по деформациям
Рис. 21. Расчетная схема свайного фундамента по деформациям
Вычислим расчётное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:
R = 1,2 ×1,1 [0,51×1,0 ×1,2 ×18,83 + 3,06 × 4,15 ×18,83 + 5,66 ×14]= 435,4кПа . 1,0
Определим вес условного фундамента:
Gфунд.гр. = BM × LM × DM × γ ср = 1,2м× 2,4м× 4,15м× 20кН / м3 = 239кН .
Вычислим давление под подошвой условного фундамента:
|
P02 = |
518,67кН / п.м. + 239кН / п.м. |
|
= 263,0кПа . |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1,2м× 2,4м |
|
|
|
Проверим |
условие: |
P02 = 263,0кПа ≤ R = 435,4кПа . |
Условие |
|||
выполняется.
Расчёт осадки условного фундамента
Определим точки, а в них – бытовые и дополнительные давления: z = 0,4b = 0,4 ×1,2м = 0,48м .
75
Определим вертикальное напряжение от собственного веса грунта основания на уровне подошвы фундамента:
σ zg ,0 = γ ′d = 18,83кН / м3 × 4,15м = 78,14кПа .
Определим дополнительное давление от веса здания под подошвой фундамента (на уровне FL):
σ zp,0 = P02 = 263,0кПа.
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта на уровне подошвы фундамента:
σ zγ ,0 = σ zg ,0 = 78,14кПа.
Определим вертикальные напряжения от внешней нагрузки в заданных точках:
σzp,1 = α1σ zp,0 = 0,869 × 263,0кПа = 228,55кПа.
σzp,2 = α 2σ zp,0 = 0,589 × 263,0кПа = 154,91кПа.
σzp,3 = α 3σ zp,0 = 0,389 × 263,0кПа = 102,31кПа.
σzp,4 = α 4σ zp,0 = 0,279 × 263,0кПа = 73,38кПа .
σzp,5 = α 5σ zp,0 = 0,265× 263,0кПа = 69,69кПа .
σzp,6 = α 6σ zp,0 = 0,189 × 263,0кПа = 49,71кПа.
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выше расположенных слоёв грунта в заданных точках:
σzg ,1 = σ zg ,0 + γ 1h1 = 78,14кПа+ 18,83кН / м3 × 0,48м = 87,17кПа.
σzg ,2 = σ zg ,1 + γ 2 h2 = 87,17кПа+ 18,83кН / м3 × 0,48м = 96,26кПа.
σzg ,3 = σ zg ,2 + γ 3h3 = 96,26кПа+ 18,83кН / м3 × 0,48м = 105,23кПа.
σzg ,4 = σ zg ,3 + γ 4h4 = 105,23кПа+ 18,83кН / м3 × 0,41м = 112,95кПа.
σzg ,5 = σ zg ,4 + γ 5h5 = 112,95кПа+ 19,42кН / м3 × 0,07м = 114,31кПа.
σzg ,6 = σ zg ,5 + γ 6h6 = 114,31кПа+ 19,42кН / м3 × 0,48м = 123,63кПа .
Определим вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта в заданных точках:
σzγ ,1 = α1σ zg ,0 = 0,869 × 78,14кПа = 67,90кПа.
σzγ ,2 = α 2σ zg ,0 = 0,589 × 78,14кПа = 46,02кПа.
76
σzγ ,3 = α 3σ zg ,0 = 0,389 × 78,14кПа = 30,40кПа.
σzγ ,4 = α 4σ zg ,0 = 0,279 × 78,14кПа = 21,80кПа.
σzγ ,5 = α 5σ zg ,0 = 0,265× 78,14кПа = 20,71кПа .
σzγ ,6 = α 6σ zg ,0 = 0,189 × 78,14кПа = 14,77кПа .
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 |
( 245,77 − 78,14 )× 0,48 = 0,0046 м . |
|
|
|
|||
|
|
14000 |
|
|
|
|
|
|
S1− 2 |
= 0,8 |
(191,73 − 56,96 )× 0,48 |
= 0,0037 м . |
|
|
|
||
|
|
14000 |
|
|
|
|
|
|
S2−3 |
= 0,8 |
(128,61 − 38,21 )× 0,48 |
= 0,0025 м . |
|
|
|
||
|
|
14000 |
|
|
|
|
|
|
S3− 4 |
= 0,8 |
( 87,85 − 26,10 )× 0,41 = 0,0014 м . |
|
|
|
|||
|
|
14000 |
|
|
|
|
|
|
S4−5 |
= 0,8 |
( 71,54 − 21,26 )× 0,07 |
= 0,0002 м . |
|
|
|
||
|
|
16600 |
|
|
|
|
|
|
S5−6 |
= 0,8 |
( 59,70 − 17,74 )× 0,48 |
= 0,0001м. |
|
|
|
||
|
|
16600 |
|
|
|
|
|
|
Выполним проверку условия: |
S = 1,25см ≤ Su = 8,0см. |
Условие |
||||||
выполняется.
77
Рис. 22. Эпюры напряжений в основании фундамента
78
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 22 |
|
|
|
|
|
|
Расчет осадки в табличной форме (сечение 3 – 3) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
263,0 |
245,77 |
78,14 |
39,07 |
|
78,14 |
73,02 |
|
0,0046 |
|
0,48 |
0,8 |
0,869 |
|
228,55 |
87,17 |
43,59 |
|
67,90 |
|
0,0037 |
|
|||
0,48 |
|
191,73 |
|
56,96 |
14000 |
|
||||||||
0,96 |
1,6 |
0,589 |
|
154,91 |
96,26 |
48,13 |
|
46,02 |
0,0025 |
|
||||
0,48 |
|
128,61 |
|
38,21 |
|
|||||||||
1,44 |
2,4 |
0,389 |
|
102,31 |
105,23 |
52,62 |
|
30,40 |
|
0,0014 |
|
|||
0,41 |
263,0 |
87,85 |
78,14 |
26,10 |
|
|
||||||||
1,85 |
3,1 |
0,279 |
73,38 |
112,95 |
56,48 |
21,80 |
|
0,0002 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0001 |
|
1,92 |
0,07 |
3,2 |
0,265 |
|
69,69 |
71,54 |
114,31 |
57,16 |
|
20,71 |
21,26 |
|
|
|
0,48 |
|
59,70 |
|
17,74 |
16600 |
=1,25см |
|
|||||||
2,40 |
4,0 |
0,189 |
|
49,71 |
123,63 |
61,82 |
|
14,77 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение 4 – 4. Расчёт отдельно стоящего фундамента под наружную внецентренно нагруженную колонну здания
Таблица 23
Сбор нагрузок на обрез фундамента под наружную колонну здания
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормативная |
|
Расчетная |
|
|
|
Вид нагрузки |
|
|
нагрузка, |
γ f |
нагрузка, |
|||||||
п.п. |
|
|
|
|
кН, Fvo2 |
кН, Fvo1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Постоянные |
|
|
|
|
|
||||||
|
Вес конструкции кровли: |
|
|
|
|
|||||||||
1 |
m = A3−3 × Gкровл. |
= 7,88м2 × |
|
5,52 |
1,3 |
7,18 |
||||||||
|
× 0,7кН / м2 = 5,52кН |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Вес плиты покрытия: |
|
|
|
|
||||||||
2 |
m = A3−3 × Gпокр. |
= 7,88м2 × |
|
19,7 |
1,1 |
21,67 |
||||||||
|
× 2,5кН / м2 = 19,7кН |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Вес балок покрытия и перекрытия: |
|
|
|
||||||||||
|
m = Lбалк. × b × h × Nэт. × γ ж.б. = |
|
|
|
|
|||||||||
3 |
4,5м |
|
6,0м |
× 0,3м |
× 0,5м× |
|
85,05 |
1,1 |
93,56 |
|||||
|
= |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
× 4эт× 27,0кН / |
м3 = 85,05кН |
|
|
|
|
||||||||
|
|
Вес плит перекрытия: |
|
|
|
|
||||||||
4 |
m = A3−3 × Gперекр. × (Nэт |
− 1)= |
|
70,92 |
1,1 |
78,02 |
||||||||
= 7,88м |
2 × 3,0кН / м2 × |
(4 − 1)= |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
= 70,92кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Вес колонны: |
|
|
|
|
|
||||||
5 |
m = a × b × hэт × Nэт × |
γ ж.б = |
|
51,84 |
1,1 |
57,03 |
||||||||
= 0,4м× 0,4м |
× 3,0м× |
4эт× |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
× 27,0кН / м3 |
= 51,84кН |
|
|
|
|
||||||||
|
|
Вес конструкции пола: |
|
|
|
|
||||||||
6 |
m = A3−3 × Gпола × (Nэт |
−1)= |
|
11,82 |
1,3 |
15,37 |
||||||||
= 7,88м2 × 0,5кН / м2 × (4 −1) |
= |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
= 11,82кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Вес перегородки: |
|
|
|
|
||||||||
|
m = tперег. × Lперег. |
× ( N эт − 1)× hэт × |
|
|
|
|||||||||
7 |
× γ кирп.кл. = 0,12м |
|
4,5 |
|
6,0 |
|
34,02 |
1,1 |
37,43 |
|||||
|
× |
|
+ |
× |
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
( 4эт− 1)× 18,0кН / м3 = 34,02кН |
|
|
|
|
|||||||||
