5.Проектирование фундамента на песчаной подушке
5.1. Определение размеров подошвы фундамента
Материал подушки: γ = 19 кН/м3, с = 2 кПа, φ = 300, Е = 30 МПа.
Глубина заложения h= 3,8 м, k = 1,1;
=
1,4;
= 1,296;
= 1,15;
= 5,59;
= 7,95; Определяем ширину подошвы фундамента
графическим методом.
Фундамент
нагружен не симметрично, следовательно,
a=b,
≤ R.
Давление, передаваемое на основание под фундаментом:
=
;
σmax=
;
Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента:
R=
k = 1,1 - характеристики приняты из таблиц.
=
1 – ширина фундамента менее 10 м.
=
19 Кн/м3
– удельный вес грунта под подошвой
фундамента
II=
=
= 18, 44 кН/м3
- удельный вес грунта в пределах заложения
фундамента.
=
- приведенная глубина заложения
фундамента при наличии подвала, где
=
= 18,44 кН/м3,
тогда
=
= 1,93 м;
=
2,9 м – расстояние от поверхности грунта
до пола подвала.
R=
=
=36,05 b+614,89
кПа.
σmax=
≤
R=36,05b+614,89.
Воспользуемся методом подбора:
При b=1м, σmax= 583,85 < R=650,94 кН/м2 – условие выполняется.
Определим ширину подошвы фундамента графическим методом:
b=2 м; a=2 м; А=4 м2. σmax=208.665 < R=686.99 кН/м2.
Монолитный вариант. С учетом размеров колонн и наличием деформационного шва принимаем размеры подошвы фундамента: a=b=2 м.
Подбор ширины ступеней:
=
+ 2·0,075+2·0,25 = 0,4+0,15+0,5 = 1,15 м
=
=
= 0,425
м; 0,425/3 = 0,142 м.
Подбираем
3 ступени высотой
= 0,3 м. В качестве рабочей арматуры
принимаем
12
A-II.
=
= 1,2+0,885+0,617+1,035=3,738 м3.
=
= 3,738·24 = 89,712 кН
=
= a·b·h -
= 2·2·3,8– 3,738 = 11,462 м3.
11,762·
18,44= 211,36 кН
<
R
=
= 200,331 кН/м2
R=36,05·b+614,89 = 36,05+614,89=689,99 кН/м2
=
200,331 кН/м2
< R=
689,99 кН/м2.
Условие выполняется, следовательно,
при данных параметрах подошвы фундамента
расчетное сопротивление грунта будет
больше напряжений, возникающих от
внешних нагрузок под подошвой фундамента.
5.2. Определение размеров песчаной подушки
Определяем высоту песчаной подушки.
Напряжение под подошвой фундамента:
=
0,4
15
+ 2,· 19,3 + 1·18,2 + 0,4·8,79 = 66,316 кПа;
= 200,331 кПа;
=
1·(200,331 – 66,316) = 134,015 кПа.
Высота песчаной подушки определяется из условия, чтобы полное давление у основания песчаной подушки σzp + σzg не превышало расчётного сопротивления слабого слоя
грунта Rz.
η
=
= 1; ξ =
=
;
|
|
z |
|
σzp |
σzg |
|
1 |
1 |
0,703 |
97,213 |
85,3 |
|
2 |
2 |
0,336 |
45,03 |
104,3 |
|
3 |
3 |
0,1805 |
24,019 |
123,3 |
Принимаем
= 1
м.
=
=
= 4,464 м2
=
–
=
= 2,113 м,
=
=
=
= 17,77 кН/м3
=
= 260,48 кПа
=
179,513 <
=
260,48 кПа – условие выполняется. Принимаем
толщину песчаной подушки
= 1 м.
Определяем ширину песчаной подушки:
=
b+
2 ·
·
tg
300=
1,6+2·1· tg
500
=4,38
4,5.
5.3. Расчет осадки фундамента на песчаной подушке
Осадку фундамента определяем методом послойного суммирования.
|
№ точки |
z, м |
=2z/b |
|
zp, кН/м2 |
zpср, кН/м2 |
ti |
zpср* ti |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
134,015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
131,33 |
0,4 |
52,532 |
|
2 |
0,4 |
0,4 |
0,96 |
128,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
117,93 |
0,4 |
47,172 |
|
3 |
0,8 |
0,8 |
0,800 |
107,212 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94,21 |
0,4 |
37,684 |
|
4 |
1,2 |
1,2 |
0,606 |
81,21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70,69 |
0,4 |
28,276 |
|
5 |
1,6 |
1,6 |
0,449 |
60,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52,60 |
0,4 |
21,04 |
|
6 |
2 |
2 |
0,336 |
45,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39,73 |
0,4 |
15,89 |
|
7 |
2,4 |
2,4 |
0,257 |
34,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30,69 |
0,4 |
12,28 |
|
8 |
2,8 |
2,8 |
0,201 |
26,94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24,19 |
0,4 |
9,68 |
|
9 |
3,2 |
3,2 |
0,160 |
21,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,50 |
0,4 |
7,8 |
|
10 |
3,6 |
3,6 |
0,131 |
17,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16,015 |
0,4 |
6,41 |
|
11 |
4 |
4 |
0,108 |
14,47 |
|
|
|
Нижняя граница сжимаемой толщи: - 7,400 м.
Определим осадку фундамента S. Для производственных зданий с железобетонным каркасом
Sпред = 8 см.
=
=
)
= 2,374
см
2,374 см < Sпред = 8 см. – условие выполняется.