Конструирование фундамента мелкого заложения.

Определение глубины заложения фундамента d:

d-это расстояние от подошвы фундамента до отметки пола подвала.

= + 0,25 м. (или ниже). – минимальная глубина заложения;

= ∙;= 0.4∙1.2=0.48 м (расчетная глубина сезонного промерзания грунта).

где: =1.2 м (см задание) – нормативная глубина промерзания;

= 0.4 (определяется по таблице П.1.8 методических указаний, для сооружений с подвалом и температурой внутреннего воздуха в здании 20и более).

= 0.48 + 0.25=0.73 м. Принимаю d= 1.22 м.

Предварительное определение размеров подошвы фундамента:

= а∙(а=1 м)

=

=∙- расчетная вертикальная нагрузка на фундамент в уровне его обреза;

=1,1 – коэффициент перегрузки;

=520 ; - из задания

=1,1∙520=572

n=1, 1 -коэффициент учитывающий действие момента и горизонтальных сил;

 =270 кПа – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента;

= 20 кН/м³ – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

=10 кH/м³ – удельный вес воды;

=3,02-0,2=2,82 м – расстояние уровня грунтовых вод до подошвы фундамента;

== 3.19 м

Принимаю: ж/б плита марки Ф 32.

h=500 мм;

b=3200 мм;

L=1180 мм;

с=700 мм.

Фундаментные блоки ФСН-6.

h=280 мм;

b=600 мм;

L=1180 мм.

Проверка давлений от подошвы фундамента. Определение среднего давления.

Расчет производится исходя из условия:

P_m≤R.

R, кПа – расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента;

P_m=, кПа – среднее давление под подошвой фундамента, при основном сочетании нагрузок;

=∙∙n + (+) = 572∙1.15+1.1(72.528+52.44)=657,8+137,46=795,26 кН.

–вертикальная нагрузка по подошве

фундамента с учетом веса фундамента и

грунта на его обрезах;

=1.2- коэффициент надёжности по

нагрузке (для постоянной нагрузки);

n=1,1 -коэффициент учитывающий действие

момента и горизонтальных сил;

=1,1– коэффициент перегрузки;

∙n=572;

=∙ - вес фундамента;

= 24∙3,022=72,528 кН.

=А_элем∙1 – объем фундамента;

=(0,28∙0,6∙9+0,02∙0,6∙10+1,8∙0,5+

+2∙(0,5+0,2) ∙0,5∙0,7) ∙1=1,512+0,12+0.9+0,49=3,022 м³

= 24 кН/м³ – удельный вес железобетона;

Q_гр=∙- вес грунта на уступах;

Q_гр=11.2∙4.682=52.44 кН.

===11.2 кН/м³ – средний удельный вес грунта

2.72∙1.3+(0.5∙0.3∙0.7)∙2+0.72∙1.3=3.536+0.21+0,936=4,682 м³ – объем грунта на уступах;

P_m==248,5 кПа

Определение расчетного сопротивления грунта

R=[]

k=1,0;

=1,2; =1.1 (т.кL/H=1,2) – коэффициенты работы;

=0.69; =3.65;=6.24 – коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения грунта;

= 1,0;

=10.58 кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающих ниже подошвы фундамента;

= =11.2 кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающих выше подошвы фундамента;

=8 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

== 1.22+0.15= 1.46 м – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от подвала;

=2 м – глубина подвола;

R= [] =(23.36+59.68+59.36+49.92)1.32=253, 86 кПа.

P_m=248,5 кПа ≤R=253, 86 кПа. Проверка выполнена.

Проверка краевого (наибольшего) давления под подошвой фундамента.

Расчет производится исходя из условия:

≤1,2∙ R;

, кПа – краевое давление

под подошвой фундамента;

R=253,86 кПа – расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента;

=+;

=248,5 кПа;

W==1,71 м³– Момент

сопротивления подошвы фундамента

для принятой оси;

M=Mⁿ+E-Q^гр∙t;

M, кН∙м – суммарный момент всех сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента ;

Мⁿ=40 кН∙м – заданный нормативный момент;

E=∙tg²(45 -) – горизонтальная нагрузка от засыпки;

E=∙tg²(45 -) = 131,33∙0,528=69,34

=18 кН/м³– удельный вес грунта засыпки;

=18⁰– угол внутреннего трения грунта засыпки;

d₀=d_п+d_пр=3.22+0.6=3.82 м ;

d_п= 3.22м – глубина заложения фундамента от поверхности планировки;

d_пр=0.6м – приведенная высота;

t=1,012 м – условное плечоQ_гр;

М=40+69,34∙1,27 – 52,44∙1,012=74.99 кН∙м

=248.5+43.85=292,35 кПа.

1.2∙R=253,86∙1.2=304,63 кПа.

=292,35 кПа ≤ 1.2∙R=304,63 кПа. Проверка выполнена.

Определение минимального давления.

> 0.

=-;

=248.5-43.85=204.65 кПа > 0. Проверка выполнена.

Расчет оснований по деформациям.

Расчет производится исходя из условия:

S ≤ S_u;

S,см - совместная деформация основания и сооружения;

S_u=8 см – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, определяется по СНиП 2.02.01-83^*«Основания зданий и сооружений»;

Толщина расчетных слоев (h_i =1, 13 м) принимается не более 0.4b, гдеb-ширина подошвы фундамента.

Построение эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта σ_zq:

Т.к водонепроницаемого слоя нет, то σ_zq определяется по формуле:

σ_zq=γ^I∙d_n+∑γ_sbi∙h_i;

γ^I=11.2 кН/м³ – осредненный удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d_n=3.22 м – глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

γ_sbi, кН/м³– удельный вес грунта вi-м слое с учетом гидростатического взвешивания;

h_i, м – толщинаi-го слоя грунта;

Построение эпюры дополнительных вертикальных напряжений σ_zp:

σ_zp=α∙P₀;

α – коэффициент принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон(L/b) и относительной глубины ξ =2∙Z/b;

Z, м – расчетное расстояние от подошвы фундамента до границы расчетного слоя;

P₀=P- γ^I∙d_n=248,5 - 36,08=212,42 кПа – дополнительное вертикальное давление на основание;

P=248,5 кПа - среднее давление под подошвой фундамента, при основном сочетании нагрузок;

Определение нижней границы сжимаемой толщи основания H_c, на которой выполняется условие:

σ_zp =0.2 ∙σ_zq

Определяем осадки отдельных расчетных слоев в пределах сжимаемой толщи по формуле:

S_i=β,

β=0.8 – безразмерный коэффициент;

,кПа – среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-м слое грунта, равное полу сумме напряжений на верхнейZ_i-1и нижнемZ_i границах слоя по вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента;

–модуль деформаций i-го слоя;

S=.

Все расчеты представлены в таблице на стр. 10:

Схема для расчета осадки фундамента мелкого заложения.

Таблица расчета осадки фундамента мелкого заложения.

Номер расчетного слоя	Глубина от подошвы фундамента до расчетного слоя z, м	Толщина слоя hi, м (см)	Удельный вес грунта γi, кН/м3	Напряжение от собс-го веса грунта σzg, кПа	0,2 σzq	ξ = 2Z/B	Коэффициент α	Дополнительное напряжение σzq, кПа	Среднее доп-ое напряжение σzqi, кПа	Модуль деформации Ei кПа	Осадка слоя Si , м
1	−	0,20	20,6	4,12	0,82	−	−	−	−	−	−
2	−	0,76	10,582	12,16	2,43	−	−	−	−	−	−
3	−	1,13	10,582	24,12	4,82	−	−	−	−	−	−
4	−	1,13	10,582	36,08	7,22	−	−	−	−	−	−
5	0,00	1,13	10,582	48,04	9,61	0,00	1,000	212,42	−	−	−
6	1,13	1,13	10,582	59,99	12,00	0,71	0,858	182,26	197,34	15000	0,011893
7	2,26	1,13	10,582	71,95	14,39	1,41	0,694	147,42	164,84	15000	0,009934
8	3,39	1,13	10,582	83,91	16,78	2,12	0,523	111,10	129,26	15000	0,007790
9	4,52	1,13	10,582	95,87	19,17	2,83	0,406	86,24	98,67	15000	0,005946
10	5,65	1,13	10,582	107,82	21,56	3,53	0,326	69,25	77,75	15000	0,004685
11	6,78	1,13	10,082	119,22	23,84	4,24	0,267	56,72	62,98	19000	0,002997
12	7,91	1,13	10,082	130,61	26,12	4,94	0,223	47,37	52,04	19000	0,002476
13	9,04	1,13	10,082	142,00	28,40	5,65	0,188	39,93	43,65	19000	0,002077
14	10,17	1,13	10,082	153,39	30,68	6,36	0,160	33,99	36,96	19000	0,001759
15	11,30	1,13	10,082	164,79	32,96	7,06	0,138	29,31	31,65	19000	0,001506
16	12,43	1,13	10,082	176,18	35,24	7,77	0,119	25,28	27,30	19000	0,001299
										∑S	0,049557

∑S=0,0496 м = 4.96 см ≤S_u=8 см. Проверка выполнена.