2. Проектирование фундаментов стаканного типа под сборную колонну.

2.1 Выбор глубины заложения

Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-растительного слоя должна быть больше 0,2 м (d > 0,2 м).

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов:

- безразмерный коэффицент , численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму по СНИП 2.02.01-82^*

- величина, принимаемая для песков=0,28

Расчетная глубина сезонного промерзания при температуре в помещении 10⁰С с полами по грунту:

где K_h – коэффициент, учитывающий температуру воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, наличие подвала или техподполья, а также состав полов, по по СНИП 2.02.01-82^*

Определение глубины заложения фундамента исходя из конструктивных

требований.

Глубина заделки двухветвевой колонны в фундамент:

кратно 300мм значит dc=1,2

Высота фундамента h_f из условия заделки колонны в фундамент:

h_g – расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, принимаемое не менее 0,2м;

0,05 – расстояние между торцом колонны и дном стакана, назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже, м.

Минимальная высота фундамента 1,5м. Значение высоты фундамента округляется до ближайшего большего размера, кратного 300 мм. Для промышленных зданий наименьшая высота фундамента стаканного типа составляет 1,5 м. Принимаем .

При совпадающих отметках планировки обреза фундамента имеем d = h_f.

Из всех условий выбираем наибольший размер глубины заложения: d = h_f = 1,5м.

Принимаем h_f=1,5м.

Рис. 1. Схема проектируемого фундамента под крайнюю колонну цеха.

2.2 Сбор нагрузок

Нагрузки на фундамент определяем в уровне его обреза в невыгодных со­четаниях для расчетов по первой и второй группам предельных состояний.

Таблица 1.

Нагрузки в обрезе фундамента.

Группа предельного состояния, в которой используются нагрузки	Номер сочетания	Значение нагрузок
		М, кН*м	N, кН	Q, кН
I (первая)	3	110,4	404,3	31
	4	-449,5	580,2	-65,1
II (вторая)	1	104.6	382,2	28,7
	2	-436,7	540,8	-60,8

На фундамент передается нагрузка и от кирпичной стены толщиной b_o=0,64 м и высотой Н₁=14,15 м. Значение нагрузки от веса стены:

G_I = H₁*b₀*l*γ_f*k_П*γ_n *γ =12, 5*0,38*6*1,1*0,85*0,95*18 = 514,24 кН,

где l = 6 м – шаг колонн;

γ = 18 кН/м³ – удельный вес кирпичной кладки;

К_П = 0.85 – коэффициент проёмности;

γ _n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению.

N=540,8+514,24=1055кН

2.3 Определение размеров подошвы фундамента

Рис. 2. Схемы к формированию габаритов фундаментов.

В первом приближении площадь подошвы фундамента:

где N_ll – сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний, кН;

R_o – табличное значение расчетного сопротивления грунта, кПа;

- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м³;

d - принятая глубина заложения фундамента.

В соответствии с модулем 300мм полагаем ;

Находим нагрузки в подошве фундамента и эксцентриситеты относительно точки

О₁ (см. рис.1) с учетом веса фундамента:

Для первого сочетания нагрузок:

Эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки в подошве фундамента в первом сочетании:

Для второго сочетания нагрузок:

Эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки в подошве фундамента во втором сочетании:

В обоих сочетаниях , поэтому размеры подошвы фундамента не изменяем и смещение центра тяжести подошвы фундамента относительно оси колонны О₁ не производим. Расчетное сопротивление грунта основания:

где - коэффициенты условий работы по СНиП 2.02.01-83*;

К =1- коэффициент, если прочностные характеристики грунта (C и f) приняты по таблицам СНиП или региональных нормативов;

M_у=0,98, M_g=4,93, M_c=7,4- коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83' в зависимости от угла внутреннего трения φ_lI=28^о;

К_z - коэффициент; при b < 10 м К_z=1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³;

- то же, залегающих выше подошвы;

С_ll- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

d₁- глубина заложения фундаментов, d₁=d=1,5м;

Давление в подошве фундамента определяем по формулам:

среднее:

максимальное краевое давление:

Для первого сочетания

Для второго сочетания:

Окончательно принимаем размеры фундамента l x b = 3.3 x 2.7 м. Для расчета осадки принимаем: P_max=148,26кПа.

2.4 Расчет осадки фундамента

Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны быть достаточными, чтобы удовлетворялось условие расчета основания по деформациям:

предельное значение совместной деформации основания и сооружения, которое принимается согласно СНиП 2.02.01-83^*

совместная деформация основания и сооружения.

Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои . Находим вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³

глубина заложения фундамента.

Находим значение на различных глубинах.

соответственно удельный вес , кН/ и толщина слоя грунта, м

Дополнительные напряжения в грунте на уровне подошвы фундамента определяются по формуле : , в которой коэффициентприz=0

коэффициент, принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношение сторон и относительной глубины расположения слоя

среднее давление под подошвой фундамента, кПа

дополнительное вертикальное давление на грунт основания под подошвой фундамента.

Аналогичным образом вычисляем значения для других глубин, что представлено в табл.3