II Раздел
Проектирование фундамента водонапорной башни
а) Определяем величины нормативных и расчетных нагрузок
Сбор нагрузок
Снеговая нагрузка
.
Определяем ветровую нагрузку по зонам
с=0,6
– для ствола и резервуара.
c – для крыши принимаем равное 0,02.
Строим эпюру ветровых нагрузок.
Эпюра ветровых нагрузок
Находим
расчетные нагрузки
Находим суммарные нагрузки
Нормативный изгибающий момент
Находим эксцентриситет суммарной вертикальной нагрузки
б) Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn определяем по формуле:
где Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе,
Глубина заложения фундамента (h) должна быть больше глубины промерзания грунтов (hf), для исключения пучения.
Место строительства
г. Свердловск. Сумма среднемесячных
отрицательных температур:
d0=0,28м (песок); кh=0,9
Принимаем глубину заложения 1,9 м
в) Определение типа фундамента
Принимаем кольцевой фундамент, симметричным относительно стен ствола башни. Такой кольцевой фундамент можно принять за условный ленточный, ширина которого равна ширине кольца фундамента, а длине – длине дуги окружности диаметром равным среднему диаметру кольца фундамента.
Площадь подошвы такого фундамента равна:
.
г) Расчет ширины подошвы фундамента из условия прочности рабочего и подстилающего пластов
Ширину подошвы фундамента определяем графоаналитическим способом. Строим два графика.
Первый график строим по формуле:
СНиП 2.02.01-83
и
– коэффициенты условий работы
Угол внутреннего трения ϕ=32˚
м
kz=1 k=1
cII - сила удельного сцепления т/м 3 сII=0,2
Принимаем значение [b], подставляем в формулу и находим R.
B=0
B=1
Второй график строится по формуле
Таблица 2
|
b |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
|
R |
164,84 |
64,01 |
28,98 |
19,58 |
164,84
R2
4,17
64,01
R3
4,17
28,98
R4
4,17
19,58
Схема к определению ширины
подошвы фундамента
Проверка прочности подстилающего пласта
полное напряжение
по подошве фундамента
14,77
36,43
–коэффициент
рассеивания
Схема к расчету осадки основания
по таблице определяем k, k=0,651.
Для расчета R кровли подстилающего грунта необходимо учесть размеры условного фундамента.
м.
ϕ - угол
внутреннего трения ϕ=40˚
Находим R по формуле 7 СНиП 2.02.01-83
Условие выполняется.
д) Расчет размеров поперечного сечения фундамента из условия жестокости
Фундамент считается
жестким, если
м
- условие выполняется
=
0,61
Принимаем h=c=0,6.
c
- условие выполняется.
Размеры поперечного сечения фундамента приняли конструктивно.
е) Расчет устойчивости фундамента по второму предельному состоянию (осадке и крену)
1.
Строим
2.
Строим
k=0,651.
k=0,022.
.
Определение осадки
методом послойного суммирования
β=0,8
|
z |
|
k |
|
|
|
S |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
0 |
0 |
1 |
32,54 |
|
2800 |
|
|
|
|
|
|
26,86 |
0,00959 | |
|
0,9 |
0,95 |
0,651 |
21,18 |
|
| |
|
|
|
|
|
15,65 |
4000 |
0,00391 |
|
1,8 |
1,9 |
0,311 |
10,12 |
|
| |
|
|
|
|
|
8,74 |
0,00218 | |
|
2,7 |
2,8 |
0,226 |
7,35 |
|
| |
|
|
|
|
|
5,26 |
0,00131 | |
|
3,6 |
3,8 |
0,097 |
3,16 |
|
| |
|
|
|
|
|
2,60 |
0,00065 | |
|
4,5 |
4,7 |
0,063 |
2,05 |
|
| |
|
|
|
|
|
1,76 |
0,00044 | |
|
5,4 |
5,7 |
0,045 |
1,46 |
|
| |
|
|
|
|
|
1,27 |
0,00032 | |
|
6,3 |
6,6 |
0,033 |
1,07 |
|
| |
|
|
|
|
|
0,86 |
0,00022 | |
|
8,2 |
8,6 |
0,02 |
0,65 |
|
| |
|
|
|
|
|
0,60 |
0,00015 | |
|
8,7 |
9,2 |
0,017 |
0,55 |
|
|
∑S=0,021
Определение крена
фундамента
м b=1,9.
μ – коэффициент поперечного расширения грунта,
Условие выполняется.