3. Расчет свайного фундамента

1. Расчет фундамента под колонну среднего ряда

1. Сбор нагрузок на обрез фундамента

Экспериментальный цех однопролетный, расстояние между буквенными осями 31 м. Нагрузка собирается на 1 квадратный метр грузовой площади фундамента. Полы здания приняты по грунту.

Грузовая площадь 31х12=403м².

Нормативная нагрузка находится путем умножения размеров изделия на плотность материала, из которого оно сделано.

Продольная сила находится путем умножения расчетной нагрузки на грузовую площадь.

Снеговая нагрузка согласно карте и таблице P_n=800 Н/м².

Крановые нагрузки. Для заданного мостового крана грузоподъемностью 50 т и пролета 6 м имеются следующие данные: общий вес крана G_gr=565 кН; ширина крана К=4400 мм. При расчете на действие двух кранов среднего режима работы (6К) нагрузку от них следует умножать на коэффициент сочетаний φ=0,85. Коэффициент надежности по нагрузке γ_f=1,2.

Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяют по линии влияния давления на колонну:

Таблица 1.Сбор нагрузок на колонну среднего ряда.

вид нагрузки	нормативная нагрузка Н/м2	коэфициент надежности по нагрузке γf	расчетная нагрузка Н/м2	продольная сила, кН
Нагрузка от покрытия
Кровельный ковер	115	1,2	138	7.5
Керамзит	108	1,2	129.6	7
Пароизоляция	35	1,2	42	2.3
Стяжка	310	1,3	403	21.5
Плита	4580	1,1	5030	271.6
временная, снег	1680	0.7	2400	129.6
длительная	840	0.7	1200	64.8
кратковременная	840	0.7	1200	64.8
Итого	8508		10542.6	569.1
Ферма				105
Колонна				104.4
Подкрановая балка				39.9
Вертикальное давление от 2кранов				2247,56
Всего				3065,96

Приняты:

Ферма: 4ФБС18 Масса:10,5т

Колонна: 2ККП120 (13050x600x400)

Подкрановая балка: ПБК-59 (5900x820x330)

2.2. Определение глубины заложения фундамента под колонну среднего ряда

Нормативная глубина промерзания грунта основания определяется по формуле:

где d₀ – параметр, зависящий от вида грунта (для суглинок, глина d₀=0,23 м);

М_t – коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений средне - месячных отрицательных температур за зимний период:

1. _{Расчетная глубина сезонного промерзания грунта} d_{f, м, определяеться по формуле:}

где d_fn – нормативная глубина промерзания;

k_h – коэффициент, учитывающий теполого режима сооружения, принимаемый по таблице.

Требуемая площадь подошвы фундамента находится по формуле:

где N₀I – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента (3065,96 кН);

R₀ – условное расчетное сопротивление грунта основания

γ_m – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах:

d_f – глубина заложения фундамента от отметки пола (-3,0 м).

Принимаются унифицированные размеры подошвы фундамента 4,2*3,6 м (площадь 15,12м²).

Определение расчетного сопротивления грунта основания по геометрическим характеристикам:

где γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы грунта (γ_с1=1,4 и γ_с2=1,2);

К – коэффициент надежности по грунту (К=1);

М_γ, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта под подошвой фундамента (26⁰):

М_γ=0,51,

М_q=3,06,

М_с=5,66.

b – ширина подошвы фундамента (b=3,6 м);

Коэффициент K_z=1,1

d_f – расчетная глубина заложения подошвы фундамента, d_f=3,0 м;

γ_II – среднее расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих непосредственно под подошвой фундамента ();

γ_II’ – то же, залегающих выше подошвы фундамента в пределах глубины d_f с учетом взвешивающего действия воды

C_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (C_II=21 кПа).

Тогда расчетное сопротивление грунта основания R составит:

Среднее давление под подошвой фундамента от внешних нагрузок (N₀II), собственного веса грунта (G_f) и грунта на его уступах (G_GR) определяется по формуле:

где N₀II – нагрузка по 2-му предельному состоянию;

G_f+G_GR=b∙l∙d∙γ_ср – вес фундамента на его уступах,

где l, b, d – длина, ширина и глубина заложения фундамента, соответственно;

γ_ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах.

Условие Р_срR выполняется.

Принимаем размеры подошвы фундамента 4,2*3,6 м (площадь 15,12м²).