 |
Назначение высотных отметок фундаментов.
|
|
|
|
С учетом требований СП 22.13330.2011, фундаментам были назначены следующие высотные отметки (относительно отметки пола первого этажа) -2,550 и -4,550 для фундаментов без подвальной части и с подвальной частью соответственно.
2.3 Определение плановых размеров фундаментов по расчетным сечениям из расчета по II предельному состоянию.
Метод подбора размеров фундаментов – графоаналитический.
Размеры подошвы фундамента при неизвестном расчетном сопротивлении грунта можно определить графически. Среднее давление по подошве фундамента Р является функцией от ширины подошвы b, расчетное сопротивление грунта R так же зависит от размеров подошвы b. b – должно удовлетворять условию P<R.
1) Среднее давление по подошве фундамента.
, (кПа), (2.2)
где 
– нагрузка на обрез фундамента;
А – площадь подошвы фундамента, м2;
– средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах. Для предварительных расчетов принимаем равным-20кН/ 
;
– глубина заложения фундамента, м.
2) Расчетное сопротивление грунта основания в зависимости от ширины подошвы.
], (кПа), (2.3)
где 
– коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП 22.13330.2011;
k – коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (II и сII) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б СП 22.13330.2011;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 СП 22.13330.2011;
– коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м;
b – ширина подошвы фундамента, м;
– осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
|
|
|
– то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа
– глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (2.4)
– глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м).
, (м), (2.4)
здесь 
– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
– толщина конструкции пола подвала, м;
– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.
· Первое расчетное сечение: наружная стена без подвала.
|
| Рисунок?. Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены А без подвала. |
Согласно каталогу типовых изделий, наибольшая ширина столбчатого фундамента мелкого заложения для гражданских зданий 2,1 м (для 2ФЛ21).
Увеличим ширину подошвы фундамента за счет бетонной плиты размером 2,4х2,4х0,3.
(кПа),
Проверка давления по подошве вычисляется по формуле
, (кПа), (2.5)
Где 
–
–
–
Необходимо выполнить требования:
,
(2.6)
где 
- коэффициент недогруза
Для данного расчетного сечения:
.
Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, поставленный на бетонную плиту размеров 2,4х2,4х0,3 с отметкой подошвы -2,850 относительно отметки пола первого этажа.
· Второе расчетное сечение: наружная стена с подвалом.
|
| Рисунок?. Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены А с подвалом. |
Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.
|
|
|
(кПа),
(кПа),
где 
(м).
Проверка давления фундамента для данного расчетного сечения:
.
Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, с отметкой подошвы -4,550 относительно отметки пола первого этажа.
· Третье расчетное сечение: внутренняя стена без подвала.
|
| Рисунок?. Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены Б без подвала. |
Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.
(кПа),
]=385,559 (кПа).
Для данного расчетного сечения:
.
Вывод: Не смотря на высокий коэффициент недогруза, для данного расчетного сечения принимаем фундамент с наименьшей (исходя из сортамента) возможной площадью подошвы 2ФЛ2.1 с отметкой подошвы -1,900 относительно отметки пола первого этажа.
· Четвертое расчетное сечение: внутренняя стена с подвалом.
|
| Рисунок?. Зависимость среднего давления по подошве фундамента (P) и расчетного сопротивления грунта основания (R) от ширины фундамента (b) для стены Б с подвалом. |
Согласно каталогу типовых изделий, выберем фундамент 2ФЛ21 с шириной подошвы 2,1 м.
(кПа),
(кПа),
где (м).
Проверка давления фундамента для данного расчетного сечения:
.
Вывод: данному расчетному сечению удовлетворяет фундамент 2ФЛ2.1, с отметкой подошвы -4,550 относительно отметки пола первого этажа.
Расчет осадок фундамента
А) Для второго расчетного сечения: наружной стены с подвалом.
Для расчета осадок фундамента используем метод элементарного послойного суммирования.
Графическое изабражение расчета приведено в приложении
1) Определение напряжений от собственного веса грунта.
Напряжение от собственного веса грунта в точке определяется по формуле:
, (кПа), (2.7)
Где 
– удельный вес грунта i-го слоя, расположенного выше точки измерения напряжения, кН/м3;
– мощность слоя, м.
2) Определение напряжения от веса фундамента и надфундаментных конструкций 
.
, (кПа), (2.8)
где 
– общее давление на уровне подошвы фундамента, кПа;
– среднее давление под подошвой фундамента, кПа;
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;
– коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z / b, где z – глубина слоя, м.
|
|
|
| Таблица – Определение напряжений от веса здания для стены А с подвалом. | |||||
| №, п/п | hi, м | zi, м | ξ=2z/b | a | ,
кПа
|
| 0,45 | 0,45 | 0,429 | 0,935 | 331,697 | |
| 0,39 | 0,84 | 0,800 | 0,756 | 268,196 | |
| 0,84 | 1,68 | 1,600 | 0,369 | 130,905 | |
| 0,84 | 2,52 | 2,400 | 0,214 | 75,918 | |
| 0,84 | 3,36 | 3,200 | 0,13 | 46,118 | |
| 0,84 | 4,2 | 4,000 | 0,087 | 30,863 | |
| 0,84 | 5,04 | 4,800 | 0,062 | 21,994 | |
| 0,84 | 5,88 | 5,600 | 0,046 | 16,318 | |
| 0,84 | 6,72 | 6,400 | 0,036 | 12,771 | |
| 0,84 | 7,56 | 7,200 | 0,028 | 9,933 |
3) Определение сжимаемой толщи грунта
Строим доп. эпюру 0.2 
.
Осуществляем проверку точки пересечения.
(2.9)
Вывод. Глубина сжимаемой толщи определена верно.
4) Расчет осадки.
Расчет осадки производим на глубину сжимаемой толщи по формуле:
, (м), (2.10)
где 
– безразмерный коэффициент, равный 0,8;
– осадка в i-ом слое (м), определяющая по формуле:
, (м), (2.11)
| Таблица – Расчет осадки каждого слоя для наружной стены с подвалом. | ||||||
| № | hi, м | E, кПа |  , кПа
| Si, м | ||
| Кровля | Подошва | Среднее | ||||
| 0,45 | 354,757 | 336,452 | 345,604 | 0,010368 | ||
| 0,39 | 336,452 | 283,806 | 310,129 | 0,00288 | ||
| 0,84 | 283,806 | 159,286 | 221,546 | 0,004431 | ||
| 0,84 | 159,286 | 91,173 | 125,229 | 0,002505 | ||
| 0,84 | 91,173 | 56,761 | 73,967 | 0,001479 | ||
| 0,84 | 56,761 | 38,314 | 47,537 | 0,000951 | ||
| 0,84 | 38,314 | 27,316 | 32,815 | 0,000656 | ||
| 0,036 | 27,316 | 26,962 | 27,139 | 2,3E-05 |
Предельная осадка основания фундамента для объектов нового строительства 
(по СП 22.13330.2011).
.
Вывод: Выбранный тип фундамента удовлетворяет условиям предельных осадок.
Б) Для второго расчетного сечения: внутренней стены с подвалом.
1) Определение напряжений от собственного веса грунта.
Смотри раздел 2.4 А.
2) Определение напряжения от веса фундамента и надфундаментных конструкций производим по формуле (2.8).
| Таблица – Определение напряжений от веса здания для стены Б с подвалом. | |||||
| №, п/п | hi, м | zi, м | ξ=2z/b | a | ,
кПа
|
| 0,15 | 0,15 | 0,125 | 0,988 | 371,423 | |
| 0,81 | 0,96 | 0,800 | 0,800 | 300,900 | |
| 0,96 | 1,92 | 1,600 | 0,449 | 168,880 | |
| 0,96 | 2,88 | 2,400 | 0,257 | 96,664 | |
| 0,96 | 3,84 | 3,200 | 0,160 | 60,180 | |
| 0,96 | 4,8 | 4,000 | 0,108 | 40,622 | |
| 0,96 | 5,76 | 4,800 | 0,077 | 28,962 | |
| 0,96 | 6,72 | 5,600 | 0,058 | 21,815 | |
| 0,96 | 7,68 | 6,400 | 0,045 | 16,926 | |
| 0,96 | 8,64 | 7,200 | 0,036 | 13,541 |
|
|
|
2) Определение сжимаемой толщи грунта
Вывод. Глубина сжимаемой толщи определена верно.
3) Расчет осадки.
| Таблица – Расчет осадки каждого слоя для наружной стены с подвалом. | ||||||
| № | hi, м | E, кПа | , кПа
| Si, м | ||
| Кровля | Подошва | Среднее | ||||
| 0,15 | 376,125 | 371,423 | 373,774 | 0,003738 | ||
| 0,81 | 371,423 | 300,900 | 336,162 | 0,006483 | ||
| 0,96 | 300,900 | 168,880 | 234,890 | 0,005369 | ||
| 0,96 | 168,880 | 96,664 | 132,772 | 0,003035 | ||
| 0,96 | 96,664 | 60,180 | 78,422 | 0,001793 | ||
| 0,96 | 60,180 | 40,622 | 50,401 | 0,001152 | ||
| 0,96 | 40,622 | 28,962 | 34,792 | 0,000795 |
Предельная осадка основания фундамента для объектов нового строительства (по СП 22.13330.2011).
.
Вывод: Выбранный тип фундамента удовлетворяет условиям предельных осадок.
|
|
|
