Определение площади подошвы и размеров уступов фундамента.

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров подфундаментной части опоры на величину с = 0,15+0,30м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ.

 

А_min=(b₀+2c)*(ℓ₀+2c)=(2.6+2*0,45)*(9.8+2*0,45)=37,45м², т.е. b=3,5м ℓ= 10,7м;

 

А_max=(b₀+2h_ф*tg30⁰)*(ℓ₀+2h_ф*tg30⁰)=(2,6+2*5,6*0,577)*(9,8+2*5,6*0,577) = 6,7544*13,9544=147,38 м²

 

где: h_ф – высота фундамента (расстояние от его обреза до его подошвы).

h_ф = 142,2 -136,6=5,6 м.

 

b₀ = 3,5 м. ширина и длина подфундаментной части опоры в плоскости

ℓ₀= 10,7 м обреза фундамента.

Уширение уступов фундамента h_y: высота уступа 0,7 м. ширина 0,5h_y м. Принимаем ширину уступа 0,4 м. При этом отношение ширины уступа к его высоте не превышает tg30⁰ = 0,577.

Требуемая площадь подошвы фундамента в первом приближении может быть определена по формуле:

А=η*N_I/ R-1.1*γ_ср* h_ф+γ_ω*h_ω

 

где: N_I = 1,1*(Р₀+Р_п)+γ_ƒ *Р_к, мН

 

N_I – расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах);

R – расчетное сопротивление грунта основания, МПа

 

R=1,7 R₀[1+K₁(b-2)]+K₂*γ*(d-3)

 

R₀=0,22 МПа – условное сопротивление грунта;

b=3,6м – ширина подошвы фундамента;

d=5,6 м – глубина заложения фундамента, принимаемая от поверхности грунта (на суходоле);

γ – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленного без учета взвешивающего действия воды, мН/м³;

K₁ = 0,10^-1 коэффициенты принимаемые по таблице 3.3.

K₂ = 3,0

 

γ = ∑γ_i * h_i/ ∑ h_i = (19,6*5+12,4*1,0)/6=18,40 кН/м³

R = 1,7 (0,22[1+0,10 (3,6-2)]+3*18,40(5,6-3)*0,001) = 0,795 МПа

 

γ_ср =20кН/м³- средний удельный вес кладки фундамента и грунта на его уступах;

γ_ср = 0,02 мН/м³;

γ_ƒ – коэффициент надежности временной подвижной нагрузки;

γ_ƒ= 1,14

η = 1,2 – коэффициент, учитывающий действия момента;

γ_ω= 10 кН/м³ – удельный вес воды;

γ_ω= 0,01 мН/м³

h_ω – расстояние от уровня подземных вод до подошвы фундамента;

 

N_I = 1.1*(4,4+1,12)+1,14*5,4=12,23 мН;

 

А = 1,2*12,23/(0,795 –1,1*0,02*5,6+0,01*0,6)=16,872/0,3398=34,55 м²

 

Принимаем размеры фундамента:

b = 3,6 м; ℓ = 10,7 м; h_ф = 5,6 м; A =34,55 м²; d= 5,7 м.

 

3.3. Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента R = 0,413 МПа. (согласно предыдущим расчетам).

 

3.4. Проверка напряжений под подошвой фундамента.

Определим среднее, максимальные и минимальные напряжения под подошвой фундамента и сравниваем их с расчетным сопротивлением грунта:

 

P = N_I/A ≤ R/γ_п;

 

P_max = N_I/A+M_I/W ≤γ_c*R/γ_п;

 

P_min = N_I/A- M_I/W ≥0;

 

где: P, P_max, P_min- среднее максимальное и минимальное давление подошвы фундамента на основание;

N_I – расчетная вертикальная нагрузка на основание с учетом гидростатического давления, Мн;

M_I – расчетный момент относительно оси проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, м²;

W- момент сопротивления по подошве фундамнта,м³;

А- площадь подошвы фундамента, м²;

 

W = ℓ*b²/6 = 10,7*3,6²/6 = 23,112 м³;

 

R- расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, МПА;

γ_с = 1,2- коэффициент условий работ;

γ_п = 1,4 – коэффициент надежности по назначению сооружения.

 

N_I = 1,1(Р₀+Р_п+Р_ф+Р_в+Р_г)+γ_ƒ*Р_к

где: Р_ф, Р_г – нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах с учетом взвешивающего действия воды;

Р_в – нагрузка от веса воды;

h_ф – высота конструкции фундамента, h_ср = 3,6 м;

U_ф= (10,7*3,6*1,5)+(9,9*2,8*1,5)+(9,1*2,0*1,5)+(8,3*1,2*1,1)=137,62 м²

Р_ф = U_ф*γ_бет =137,62*0,024 = 3,30 МН

U_гр=(3,6*10,7*5,6)-137,62=78,09 м²

Р_г = U_гр*γ_SB = 78,09*0,0096 = 0,75 МН

N_I = 1,1(4,4+1,12+3,30+0,75)+1,14*5,4=16,68 Н.

 

M_I = 1.1*T*(1.1+h₀+h_ф) = 1,1*0,54*(1,1+6,6+5,6)=7,90 МН*м

 

P = N_I/A ≤ R/γ_г; Р= 16,68/34,55≤0,795/1,4; P = 0,483 ≤ 0,568;

Условие соблюдается.

 

P_max=N_I/A+M_I/W ≤γ_c*R/γ_г;

P_max=(16,68/34,55)+7,90/23,112 ≤1,2*0,795/1,4;

P_max=0,825 > 0,681;

Условие не соблюдается.

 

P_min = N_I/A- M_I/W ≥0; P_min = 0,483 –0,342=0,141 > 0;

Условие соблюдается.

 

Так как два условия соблюдены:

принимаем размеры фундамента с 4-мя уступами (рис. 3.1)

b = 3,6 м, ℓ= 10,7 м, h_ф = 5,6 м,d_п = 5,7 м,

 

Расчет осадки фундамента

 

Метод послойного суммирования для расчета осадок фундамента шириной менее 10м согласно СНиП 2 02. 01 – 83.

Величина осадки фундамента определяется по формуле:

S=β

Где: β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi – среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта;

h_i, E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта (табл. 1.2);

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания.

Техника расчета сводится к следующему.

1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы слоя фундамента, разбиваем на элементарные слои:

h_i ≤ 0,4*b = 0,4*3,6 = 1,44 м.,

где: b =3,6 м – ширина подошвы фундамента; границы слоев должны совпадать с границами слоев грунтов и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3b = 3*3,6 = 10,8м.

2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя:

σ_zg = σ_zgo+∑γ_i*h_i;

где: σ_zgo- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

γ_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i- толщина i-го слоя грунта.

σ_zgo= γ_SB*d_n;

Начиная от линии размыва грунта до границы растительного слоя с песком (0 м)

σ_zg= 12,4*0= 0 МПа;

Слой: песок до глубины 0,1 м – уровня грунтовых вод (0 м)

σ_zg= 19,6*0=0 МПа;

Слой песка на глубине более 1 метра расположен ниже уровня подземных вод. Удельный вес определяем по формуле:

γ_SB=(γ_S – γ_ω)/(1+e)= (26,6 – 10)/(1+0,684)=9,86;

σ_zgo= 0,00986*6+ 0 = 0,059 МПа;

3. Определяем дополнительное вертикальное напряжение в грунтах под подошвой фундамента:

σ_zрo=Р- σ_zgo= 0,325 – 0,059 = 0,266 МПа

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

P = N_II/A =11,23/34,55=0,325 МПа

N_II = Р₀+Р_п+Р_ф+Р_в+Р_г = 4,9+1,12+4,45+0,47=11,23 Н

Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте:

σ_zpi = αi*σ_zp0;

где: α – коэффициент, принимаемый по таблице 3.4, в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины ζ = 2Z/b.

Вычисления проводятся в таблице 4.

4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщины – В. С. Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие

 

σ_zp ≤0.2*σ_zg

 

5. Определяем осадку каждого слоя фундамента:

 

S = β*(σ_zpiср * h_i/E_i);

где: σ_zpiср – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта, равное полу сумме указанных напряжений на верхних и нижних границах слоя.

β = 0,8 – безразмерный коэффициент для всех видов грунтов.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения:

 

S_n = 1.5√ℓ_p = 1.5*√33 = 8,62 см.

где: S_n – предельно допустимая осадка, см;

ℓ_p = 44 м. – длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м.

S=3,92 см.

S≤S_n 3,92 <8,6

 

Номер расчетного слоя	Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента, Zi, м	Толщина слоя,hi, м	Расчетный удельный вес грунта, кН/м3 γ	Природное давление σzg на глубине zi, МПа	Коэффициент ζ=2Zi/b	Коэффициент αi	Дополнительное давление σzp на глубине ZI,кПа	Среднее дополнительное давление в слое σzp ср, кПа	Модуль деформации грунта Еi, кПа	Осадка слоя Si, м
	1,2	1,2	0,00986	0,071	0,7	0,901	0,240	0,253		0,00810
	2,64	1,44	0,01050	0,086	1,5	0,642	0,171	0,208		0,00958
	4,08	1,44	0,01050	0,101	2,3	0,461	0,122	0,146		0,00673
	4,60	0,52	0,01029	0,106	2,6	0,415	0,110	0,116		0,00186
	6,04	1,44	0,01029	0,121	3,3	0,304	0,081	0,095		0,00421
	7,48	1,44	0,01029	0,132	4,1	0,226	0,060	0,070		0,00310
	8,92	1,44	0,01029	0,143	4,9	0,173	0,046	0,053		0,00235
	10,36	1,44	0,01029	0,154	5,8	0,138	0,037	0,041		0,00182
	11,8	1,44	0,01029	0,165	6,5	0,112	0,030	0,033		0,00146
Σ										0,03921

Таблица № 4 Расчет осадки фундамента

 

 

Σ=0,03921

 

 

Рис. 3.2 Схема расчета осадки фундамента

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: