5. Определение размеров подошвы фундамента

Предварительно площадь фундамента без учета его собственного веса и грунта на уступах определяется по условному расчетному давлению R₀, определяемому по табл. 1.2 (прил.4) СНиП 2.02.01.-83, или по начальному критическому давлению Р_кр , определяемому по формуле 3.11.

R=γ_c1γ_c2/ k[M_γk_zbγ₁₁+(M_q-1)d_bγ₁₁+M_cC₁₁]

По табл. 3.11 настоящих указаний находим:

γ_c1=1,4; γ₂=(при LH= <1,5) γ_c2=1,4

Для =35° по табл.3.2 настоящих указаний определяем коэффициенты M_γ ,M_g ,M_c

Mγ= 1,68; M_g = 7,73; M_c = 9,6.

h = 2 м для рядов А, Б и 3,75 м для рядов В, Г.

= =17,2 кН/м³ для рядов А, Б;

=17,5 кН/м³ для рядов В, Г.

С=0,01 кг/см²=1кПа.

h_o= h_o-h_n ; h_o=h₁+h₂

где h₁ - мощность слоя грунта от подошвы фундамента до пола подвала, принимается равной 0,7 м;

h₂ - толщина пола подвала, принимается конструктивно h₂ =0,2 м;

- объемный вес материала пола =22 кН/м³.

Тогда h_n =0,7+0,2 =0,95 м;

h_o=3,75-0,95=2,8 м.

Таким образом критическое давление по рядам А и Б составит

Р_кр= (7,73*2,0*17,2+9,6*1)=484,6 кН/м²;

по рядам В, Г

Р_кр= (7,73*3,75*17,5+9,6*1,1-17,5*2,8)=835 кН/м².

Учитывая, что в поперечнике рамы расчет отдельных фундаментов повторяется, то для примера приводим расчет фундаментов ряда Б и как наиболее нагруженных и расположенных на разных отметках.

Предварительная площадь фундамента составит:

• для фундамента ряда Б

F`_Б = = =13,7 м²

• для фундамента ряда В

F`_В= = =6,5 м².

Ширина подошвы фундамента соответственно составит:

по ряду Б b`_Б= = =3,25 м,

по ряду В b`_В= = =2,55 м.

По вычисленному предварительному значению ширины фундамента определяем расчетное давление на грунт основания по формулам 3.10, 3.11:

• для фундамента ряда Б

R_Б = ( 1,68*3,25*17,8+7,73*20*17,2+9,6*1)=666 кН/м²

• для фундамента ряда В

R_В = ( 1,68*2,55*17,8+7,73*3,75*17,5+(9,6-1)-17,5*2,8)=989 кН/м²

Определяем площадь фундамента с учетом его собственного веса грунта на уступах по формуле 3.13:

F_Б = =10,5 м²;

F_В = =6,4 м².

Определяем размеры фундамента в плане (соотношение сторон определяем по соотношению сечения колонн)

n_Б= =1,33;

n_В=1.

по ряду Б

b_Б= = =2,8 м;

L_б =bn=2,8*1,33=3,75;

F_Б=2,8*3,75=10,1 м². по ряду В

L_в = b_В= = =2,54 м.

Проверяем сходимость размеров сторон фундаментов по первому и второму приближению по условию:

= 5% ;

= - 0,138 = 13,8% > 5%;

= = 0,004 = 0,4% < 5%.

По данным сходимости размеров фундаментов первого и второго приближения заключаем, что размеры фундамента ряда В близки к оптимальным и практически не требуют их уточнения повторным расчетом, а размеры фундамента ряда Б первого и второго приближения отличаются более чем на 5%. Поэтому для уточнения размеров требуется повторный перерасчет.

Расчетное давление на грунт основания с учетом новых размеров

составляет:

R_Б = (1,68*2,8*17,8+7,73*2,0*17,2+9,6*1) = 640 кН/м².

Площадь фундамента с учетом собственного веса и грунта на уступах составит

F_Б = = 11,1 м².

Размеры подошвы фундамента ряда Б составляют

b_Б = = 2,9 м;

l_Б=b_h= 1,33*2,9 = 3,85 м.

Сходимость размеров П-го и Ш-го приближения

= = 0,036 = 3,6% < 5%.

Таким образом, размеры фундамента в плане по ряду Б близки к оптимальным.

Для дальнейшего расчета окончательно принимаем следующие размеры

фундаментов:

по ряду Б

b_Б = 2,9 м , l_Б = 3,9 м , F_Б = 11,3 м² ;

по раду В

b_Б = 2,6 м , l_Б = 2,6 м , F_Б = 6,75 м².

Проверка контактных давлений по подошве фундамента производится по формуле 3.17 настоящих указаний

Р_max(min) =

Фундамент ряда Б.

Максимальное контактное давление по подошве фундамента составит:

P_max = = 610+134 = 744 кН/м²

условие P_max 1,2 R выполнено, т.к. 744тс/м² < 666*1,2 = 800 кН/м² .

Минимальное контактное давление по подошве Фундамента

P_min= 610-134 = 476 кН/м2.

Условие P_min 0 выполнено, т.к. 476 > 0

Таким образом, принятые размеры фундамента ряда Б b = 2,9 м; l = 3,9 м удовлетворяет требованиям. Фундамент ряда В. Максимальное, контактное давление по подошве фундамента составит

P_max = = 884+157,5 = 1041,5 кН/м².

Условие P_max 1,2 R выполнено, т.к. 1041,5 < 989*1,2 = 1180 кН/м².

Минимальное контактное давление по подошве фундамента ряда В соотавляет

P_min =884-157,5 = 726,5 кН/м².

Условие P_min > 0 выполнено.

Таким образом, принятые размеры фундамента ряда В удовлетворяют требованиям.

6. Конструирование фундамента.

Отметка верха фундамента назначается на 0,15 м ниже условной отметки чистого пола принятый равный 0,00.

Так как отметка поверхности земли согласно прилагаемой схеме находится на 0,15 м ниже пола первого этажа, то отметка подошвы фундамента ряда Б относительно пола первого этажа составляет - 2,15м, а высота фундамента -2 м; для фундамента ряда В высота фундамента–3,75м. Принимаем размеры подколонников в плане из расчета, что толщина стенки стакана должна бить не менее 200 мм, зазоры поверху между стенкой стакана и гранью колонны не менее 75 мм . Отсюда размеры подколонников в плане составят:

по ряду Б: b_пк = 0,6+2,0(0,325+0,75) = I,4 м;

b_пк = 0,8+2,0(0,225+0,75) = I,4 м;

по ряду В: b_пк = 0,4+2,0(0,225+0,75) =1,4 м;

b_пк = 0,4+2,0(0,225+0,75) = 1,00 м.

Рабочая высота фундамента Но или высота плитной части К_пл. из условия напродавливания определяется по формулам (3.26) настоящих

показаний.

Определяем коэффициенты и

Для ряда Б

= 1,81

Для ряда В

= 0,81

= 2,6

По вычисленным параметрам формулы (3.26) получаем требуемую высоту фундамента или его плитной части

фундамент ряда Б

H_o 0,5*1*4 -1 = 0,50 м ,

для ряда В H_пл = 0,6 м . Назначаем две ступени; высота каждой ступени по 0,3 м .

Вынос ступеней назначаем соглано табл.3.4 настоящих указаний из условия, что класс бетона фундамента В15 и давление под подошвой Р_гр > 600 кПа вынос ступеней не должен превышать 1,7 h_ст ступени.

Таким образом, вынос нижней ступени принимаем равным 0,5 м .

Конструкция фундамента по ряду В