3. Расчет фундамента под колонну крайнего ряда

3.1. Сбор нагрузок на колонну крайнего ряда.

Таблица 1.Сбор нагрузок на колонну крайнего 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
Нагрузка от стен	9180	1,1	10098	545,29
временная, снег	1680	0.7	2400	129,6
длительная	840	0.7	1200	64,8
кратковременная	840	0.7	1200	64,8
Итого	17688		120640,6	1113,59
Ферма				52,5
Колонна				104,4
Подкрановая балка				19,95
Фундаментная балка				9,4
Вертикальное давление крана				1123,78
Всего				2423,62

Приняты:

Ферма: 4ФБС18 Масса:10,5т

Колонна: 6ККП120 (13050x800x400) грузоподъемность крана 20-32т

Подкрановая балка: ПБК-59 (5900x820x330)

Фундаментная балка: 1БФ60

Требуемая площадь подошвы фундамента находится по формуле:

где N₀I – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента (2423,62 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 (-3,6м).

Принимаются унифицированные размеры подошвы фундамента 4,2х3 м (ФБ 12-6 площадь 12,6 м²).

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=0,84, М_q=4,37, М_с=6,9.

b – ширина подошвы фундамента (b=4,2 м);

По предложенной схеме передачи нагрузки(рис2), определяем Μ_11x=508,4 кНм; Q_11x =242,1 кН; Μ_11y=242,1 кНм; Q_11y=161,4 кН

Определяем величину абсолютного эксцентриситета в направлении оси х в уровне подошвы фундамента

где ΣΜ_11x=Μ_11x+ Q_11x d;

N₁₁=Ν1₁+ G_ф.+ G_гр.

Вес фундамента

Gф.= V* γ =(4,2*3*0,3+3*2,1*0,3+1,8*1,8*0,3+1,2*1,2*4,2)·25= 317,25кН;

Вес грунта на плитную часть фундамента

G_гр.= (ΣV-Vф)·γ =(4,2*3*3,6-8,1)*16,5=614,79кН.

Относительный эксцентриситет

Ε_х = e_x/ l = 0,45/3,6 = 0,15 < Еu = 0,16 –для производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад, условие выполняется, следовательно, действующий эксцентриситет в пределах нормы.

Определяем форму эпюры контактных давлений

e_x =0,45 м < =0,6 м, следовательно, форма эпюры контактных давлений -трапециевидная.

Определяем величину абсолютного эксцентриситета в направлении оси y в уровне подошвы фундамента.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента - трапециевидная, т.к. Ey=ey/b = 0,26/4,2 = 0,061 < ε_и= 0,16.

Так напряжения под подошвой фундамента - в угловых точках:

рмах,=218,59 кПа < 1,5 RкПа;

рmin=56,19 кПа > 0 - условие выполняется;

рср=137,89 кПа <R кПа - условие выполняется, оставляем ранее принятые размеры фундамента 4,2*3м.

Коэффициент K_z=1 при b<10 м;

d_f – расчетная глубина заложения подошвы фундамента, d_f=4,6 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=20 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 4,2х3 м (площадь 12,6 м²).