Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения гражданских и промышленных зданий Методические указа

Расчет подошвы фундамента

Определение размеров фундамента начинают с определения глубины заложения его подошвы. Глубина заложения подошвы для фундаментов неотапливаемых зданий и сооружений под наружные стены, а также колонн отапливаемых зданий принимается равной не менее глубины промерзания грунта. Глубина заложения внутренних стен и колонн отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта и назначается по конструктивным требованиям.

При выборе глубины заложения подошвы фундамента следует учитывать конструктивные требования: наличие подвала, обеспечения глубины заделки колонны и арматуры колонны. Глубина заложения подошвы фундаментов должна быть больше толщины почвенного слоя и не менее 0,5 м от поверхности планировки или низа пола. Назначение высоты фундамента, размеров его ступеней и глубины заделки производится в соответствии с требованиями СП 50-101-2004. Фундаменты делятся на центрально-нагруженные и внецентренно-нагруженные (рис. 7.1 и 7.2).

Определение размеров подошвы центрально-нагруженного фундамента. Размеры подошвы фундамента определяются из условия

где N – осевая сила от внешних нагрузок на верхнем обрезе фундамента (при γf=1), кН;

N1 – собственный вес фундамента и вес грунта на его уступах, кН;

А – площадь подошвы фундамента, м 2 ;

R – расчетное сопротивление грунта, кН/м 2 .

Если принять усредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах равным 22 кН/м 3 , тогда площадь фундамента будет равна :

где d1 – глубина заложения фундамента, м.

Учитывая, что расчетное сопротивление грунта зависит от размеров фундамента, предварительный подбор подошвы ведут по расчетным сопротивлениям R=R, принятым из табл. 7.1.

По вычисленной площади подошвы фундамента А определяют размеры его сторон. Для квадратного фундамента размер стороны а=А 0,5 . Полученные размеры подошвы округляют, вычисляют принятую площадь фундамента и производят окончательную проверку давлений по подошве по формуле 7.1 при фактическом значении R.

Рисунок 7.1 – Типы фундаментов : а- центрально-нагруженные; б – внецентренно-нагруженные; 1- колонна, 2 – отдельный фундамент; 3- кирпичная стена, 4 – ленточный фундамент, 5- расчетная полоса

Рисунок 7.2 – К расчету внецентренно-нагруженного фундамента

Таблица 7.1 – Расчетные сопротивления R грунтов для предварительных расчетов

Наименование грунта R, кН/м 2
Пески крупные средней плотности 500
Пески мелкие средней плотности маловлажные 300
Пески мелкие средней плотности влажные и насыщенные водой 200
Пески средней плотности пылеватые маловлажные 250
Супеси (e=0,5 JL=0) 300
Суглинки (e=0,7 JL=1) 180
Насыпные грунты 100-250

Примечание: Значения R0 относятся к фундаментам, имеющим ширину b=1 м и глубину заложения d=2 м

Внецентренно-сжатые фундаменты .Все внешние силы N1, Q1, M1, действующие на фундамент, приводятся к вертикальной силе N, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента и моментам Mx и My, действующим на уровне подошвы фундамента (рис. 7.2). При этом расчеты производят на невыгодные комбинации усилий. Давление под подошвой фундамента при действии моментов в двух плоскостях определяется по формуле:

где МХ и МY – моменты внешних сил относительно осей X и Y;

WX и WY – моменты сопротивлений подошвы фундамента относительно тех же осей;

А – площадь подошвы фундамента.

При действии фундамента в одной плоскости МY и WY принимают равными 0.

Проверка основания фундамента или подбор размеров подошвы производят так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало расчетного сопротивления R, т.е.

При этом наибольшее краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке 1,5R.

Для большинства фундаментов минимальное краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси должно быть Рmin≥0/

Определение площади подошвы фундамента ведут в следующей последовательности По табл. 7.1 в зависимости от наименования грунта определяют R. Определяют размеры сторон фундамента и требуемую площадь подошвы по формуле

Обычно для прямоугольных отдельных фундаментов принимают а=(1÷1,6) b. По найденным размерам уточняют значение R и по формуле 7.1 проверяют давление под подошвой фундамента. В случае, если давление фундамента превышает указанные величины, размеры подошвы фундамента корректируют и производят проверку давления заново.

Расчет ленточных фундаментов под кирпичные стены аналогичен расчету отдельных фундаментов, для чего по длине фундамента условно вырезают полосу, равную 1 м, и для нее производят определение размеров по формулам, указанным выше.

Пример:

Колонна передает на фундамент в уровне его обреза (верхней плоскости) осевую нагрузку с учетом коэффициента надежности по назначению N=2000кН. Глубина промерзания грунта для данного региона dp=1,8 м (табл. 7.4). Грунты основания сложены из пылеватых маловлажных песков, имеющих следующие расчетные характеристики: удельный вес γII=20кН/м 3 , удельное сцепление с=6кПа, угол внутреннего трения φII=34°. Требуется определить размеры подошвы фундамента.

Принимаем глубину заложения фундамента d1=dp=1,8 м. По табл. 7.1 находим предварительно расчетное сопротивление грунта R=R=250 кН/м 2 . Тогда требуемая площадь подошвы фундамента по формуле 7.1:

Площадь подошвы квадратного в плане фундамента с размерами сторон a=b=A 0,5 =9,5 0,5 =3,08≈3,1 м. Для заданного грунта γII=20кН/м 3 , γc1=1,25 и γc2=1,0 (табл. 7.2),

где γc1 и γc2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 7.2;

k — коэффициент, принимаемый: k = 1, если прочностные характеристики грунта (с и φ) определены непосредственными испытаниями, и k= 1,1, если указанные характеристики приняты по таблицам;

Мγ, Мq и Мc — коэффициенты, принимаемые по табл. 7.3;

kz — коэффициент, принимаемый: kz = 1 при b < 10 м, kz = z0/b + 0,2 при b ≥ 10 м (здесь b — ширина подошвы фундамента, м; z0 = 8 м);

γII — расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ; γ´II — то же, залегающих выше подошвы;

сII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

Читайте также:  Разработка ямы под фундамент ленточного типа

Так как R=514 кН/м 2 в значительной мере отличается от принятых в первом расчете R=250 кН/м 2 , то производим повторный расчет.

Принимаем a=b=2,2 м, А=2,2∙2,2=4,84 м 2 т определяем R.

Проверяем среднее давление на грунт под подошвой фундамента

Размеры подошвы фундамента достаточны.

Таблица 7.2 – Значения коэффициентов γс1 и γс2

γс2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к его высоте L/H

1. Жесткую конструктивную схему имеют сооружения, конструкции которых приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований путем применения специальных мероприятий.

2. Для сооружений с гибкой конструктивной схемой значения коэффициента γс2 принимается равным единице.

3. При промежуточных значениях L/H коэффициент γс2 определяется интерполяцией.

Таблица 7.3 – Таблица коэффициентов Мγ, Мq и Мc

Источник

Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения гражданских и промышленных зданий: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Основания и фундаменты», страница 3

Для определения расчетного сопротивления грунта R по формуле (3)в первом приближении искомую ширину подошвы фундамента можно принять равной b = 0,0 м или b =1,0 м. Зная R , определяем площадь подошвы фундамента по формуле (4). У фундаментов с квадратной подошвой ширину в определяют по формуле . После вычисления значения стороны подошвы b принимают размеры фундамента с учетом модульности и унификации конструкции, уточняют значение R и проверяют условие (1). Если это условие не выполняется, увеличивают размер в и вновь проводят проверку условия (1).

Пример 1.2. Найти необходимые размеры подошвы квадратного в плане фундамента и расчетное сопротивление грунта основания, если на обрез фундамента передается вертикальная нагрузка , кН, глубина заложения фундамента , м, подвала нет, грунтовые условия приведены в примере 1.1.

Найдем значение площади подошвы фундамента в первом приближении, приняв значение , кН/м 2 из примера 1.1

Вновь уточним расчетное сопротивление грунта основания при полученной ширине подошвы

При полученном значении R2проверим фактическое давление на основание с учетом веса фундамента и грунта на его уступах.

1.3 . Определение размеров подошвы

внецентренно нагруженного фундамента

Если равнодействующая внешних сил какой-либо расчетной комбинации нагружения не проходит через центр тяжести площади подошвы фундамента, то фундамент рассчитывают как внецентренно нагруженный элемент.

При эксцентриситете относительно одной главной оси инерции используется рис 1.4

Источник

Определение площади подошвы фундамента и расчетного сопротивления основания

Размеры обреза фундамента в плане принимаю больше размеров надфундаментной части опоры на величину с=0.2м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ (рис.1).

Минимальная площадь подошвы фундамента рассчитывается по формуле

где А и В — ширина и длина надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента, принимается по заданию.

Amin =(10.4 + 2∙0.15)(1.5 + 2∙0.15) = 19.26м²

Далее по формуле (1) приложения 24 [2] определяется расчётное сопротивление грунта основания (МПа) при ширине подошвы фундамента b= (В+2с)

где R = 343 кПа— условное сопротивление грунта, МПа; b = 2м — ширина подошвы фундамента, м; d = 5.7м — глубина заложения фундамента, принимается от поверхности грунта до подошвы фундамента; γ — осредненное по слоям расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учёта взвешивающего действия воды, МН/м³, по формуле:

где γi — удельный вес отдельных слоев грунта, лежащих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ; hi — толщина отдельных слоев грунта выше подошвы фундамента, м; k1 и k2 -коэффициенты, принимаемые по таблице 4, прил. 24 [2].

Проверка принятых размеров фундамента

Расчёт преследует цель определить средние, максимальные и минимальные давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчётным сопротивлением грунта:

pmax=N1/A + M1 /W ≤ γcR/γn ,

pmin=N1/A — M1 /W ≥0 ,

где p, pmax и pmin — соответственно среднее, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, кПа; N1 — расчётная вертикальная нагрузка на основание с учётом гидростатического давления воды, если оно имеет место, кН; М1 — расчётный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м; A — площадь подошвы, м 2 ; W- момент сопротивления по подошве фундамента, м 3 ;

где l- длина подошвы фундамента, м; b — ширина подошвы фундамента, м; R -расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа; γс=1,2 — коэффициент надёжности по назначению сооружения; γп=1,4 — коэффициент условий работы.

Определяем нормальную N1 и моментную нагрузки М1 , действующие на основание

где Рф и Рг — соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах (с учётом взвешивающего действия воды, при УПВ выше подошвы фундамента), кН; Н — высота опоры моста, м; hф — высота конструкции фундамента, м. Расчётные величины Ро, Рп, Ртр, Т даны в таблице 2.

Путем последовательных подборов размеров фундамента и глубины заложения подошвы, принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=11 м – длина подошвы фундамента

b= 2 м – ширина фундамента

A = a∙b = 11∙2= 22 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 12232.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=12232.95кН /22м² = 556.04 кПа≤ γcR/γn=1.2∙274.02/1.4 =234.9 кПа pmax=12232.95кН/22м² + 15570кН∙м/20.5м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=234.9 кПа

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента не удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Увеличиваем размеры подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=13 м – длина подошвы фундамента

b= 4 м – ширина фундамента

Читайте также:  Методика определения степени уплотнения песчаных оснований

A = a∙b = 13∙4= 52 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 6500кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 16732.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=16732.95кН /52м² = 321.8 кПа≤ γcR/γn=1.2∙973.74/1.4 =834.6 кПа pmax=16732.95кН/52м² + 15570кН∙м/112.7м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=834.6 кПа

Слишком большой запас прочности уменьшим размеры подошвы фундамента принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

A = a∙b = 12∙3.7= 44.4 м² — площадь подошвы фундамента

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 5550кН) + 1.13 ∙ 6075кН =15592.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 3.7 ∙ 12.7²/6 = 99.5 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=15592.95кН /44.4м² =351.2кПа ≤ γcR/γn=1.2∙956.25/1.4=819.6кПа pmax=15592.95кН/44.4м² + 15570кН∙м/99.5м³= 507.7кПа≤ γcR/γn=819.6 кПа pmin=15592.95кН/44.4м ² — 15570кН∙м/99.5м³= 194.7кПа >0

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Принимаем размеры поперечного сечения подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

Расчет основания фундамента по деформациям

Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для автодорожных мостов 2 ‰ [2, п. 1.47].

Для расчёта осадок основания фундаментов по приложению 2 [3] рекомендует метод послойного суммирования: величина осадки фундамента определяется по формуле

S = β∑ σ zpihi/Ei

где β=0,8 — безразмерный коэффициент; σzpi — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта; hi и Ei — соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта; п — число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания Нс.

Сжимаемая толщина основания Нс определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи; нижняя граница обозначена символами B.C. При этом B.C. находится на той глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяется по формуле:

где, γo -осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента; h i -глубина заложения подошвы фундамента, м.

Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяют по формуле:

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

Дополнительные вертикальные напряжения в грунте вычисляются по формуле:

где α — коэффициент, принимаемый по таблице 1 приложения 2 [3] в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента η = l/ b = 2,85 и относительной глубины, равной ξ = 2z/b, где z — расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.

Условие σ z р i =0,2∙σ zgi выполняется при z = 8.2 м, т.е.

Таблица 3 – Расчет осадка основания фундамента

Расстояние от подошвы Фундамента до подошвы i-того слоя Zi Мощность i слоя грунта hi, м Удельный вес грунта γ, кН/м³ Коэффициент ζ=2z/b (табл.1,прил.2,[2]) Коэффициент α (табл.1 прил.2 [2]) Дополнительное давление σzpi, кПа Природное давление σzgi, кПа 0,2σzgi, кПа Модуль деформации Е, МПа Осадка слоя Si, см
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
19.9 1 221.3 129.9 25.98 42
0.7 0.7 19.9 0.38 0.96 211.8 143.83 28.8 42 0.28
1.4 0.7 19.9 0.76 0.79 175.5 157.76 31.5 42 0.23
2.1 0.7 19.9 1.1 0.78 172.9 171.69 34.3 42 0.23
2.6 0.5 19.9 1.4 0.69 152.5 181.64 36.3 42 0.145
3.3 0.7 20.6 1.8 0.52 115.2 196.1 39.2 28 0.23
4.0 0.7 20.6 2.2 0.5 108.3 210.5 42.1 28 0.22
4.7 0.7 20.6 2.5 0.43 95.7 224.9 44.98 28 0.19
5.4 0.7 20.6 2.92 0.37 81.9 239.32 47.86 28 0.16
6.1 0.7 20.6 3.3 0.32 70.5 253.7 50.7 28 0.14
6.8 0.7 20.6 3.7 0.28 61.0 268.1 53.6 28 0.12
7.5 0.7 20.6 4.1 0.24 53.3 282.5 56.5 28 0.1
8.2 0.7 20.6 4.4 0.22 48.3 296.9 59.4 28 0.097

Осадка фундамента S = 2.142см.

Максимально допустимый угол перелома при осадке опор не более 2‰, величина пролета 48 м =4800 см.

2.142/4800 = 0,00045 = 0.45‰ < 2‰

Величина осадки фундамента не превышает нормативную осадку по СНиП

Крен фундамента

Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по приложению 2 [3]

где Е — модуль деформации, кПа, v — коэффициент Пуассона грунта основания; ке— безразмерный коэффициент, принимаемый по таблице 5 приложения 2 [2]; MII — момент, действующий вдоль соответствующей стороны прямоугольной подошвы фундамента, кН∙м; а — сторона подошвы прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент MII; кт — безразмерный коэффициент. b<10м — кт =1; (см. таблица 3, приложения 2 [3]).

Коэффициент Пуассона v принимается равным для грунтов: песков и супесей — 0,30. Должно выполнятся условие: i < iu , где iu = 0,5 √lp , предельно допустимый крен подошвы фундамента; lp — длина меньшего, примыкающего к опоре, пролёта моста, м.

Источник



5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил,

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; Мх — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; Ix — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Читайте также:  Особенности выполнения монтажа свайного фундамента

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил

,

где Wx — момент сопротивления подошвы, м 3 ; ex = Mx/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента

или для прямоугольной подошвы

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента,

где Мх, My, Iх, Iy, ex, ey, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

εu = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R < 150 кПа;

εu = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

εu = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε < 1/6 — трапециевидная (если ε = 1/10, соотношение краевых давлений pmin/pmax = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

Эпюры давлений под подошвой фундамента

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

Максимальное краевое давление,

где b — ширина подошвы фундамента; l = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l = 1,4).

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

Краевые давления под подошвой фундамента,

где id — крен заглубленного фундамента; ci — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φII = 37°; cII = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета εu = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

м 2 .

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой

кПа < 1,2 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

Источник

Пример 6.4. Определение размеров фундамента под колонну (внецентренно-сжатый фундамент)

Требуется определить основные размеры фундамента под колонну общественного здания. По обрезу фундамента действует сжимающая сила NII = 1000 кН и изгибающий момент MII = 600 кНм. Длина здания: L = 84 м. Высота здания: Н = 20,5 м. Глубина заложения фундамента: d1 = 1,2 м. Грунт под подошвой фундамента: песок пылеватый, средней плотности, влажный. Плотность грунта: ρ = 1850 кг/м 3 (удельный вес γII = 18,5 кН/м 3 ). Коэффициент пористости грунта: е = 0,65. Прочностные характеристики грунта: ϕII = 28°, cn = 3,7 кПа.

spravkidoc.ru

Решение.

Назначаем форму подошвы фундамента в виде прямоугольника. Задаем соотношение длины подошвы фундамента к его ширине: η =l/b = 1,5.

В первом приближении определяем площадь подошвы фундамента в предположении, что на него действует только вертикальная центрально приложенная сила.

Расчетное сопротивление песка пылеватого влажного R = 150 кПа.

Значение βγ = 20 кН/м 3 .

Ориентировочная площадь подошвы фундамента:

Учитывая тот факт, что фундамент является внецентренно-нагруженным, увеличиваем размеры фундамента на 20%. Тогда ориентировочная площадь подошвы фундамента составит:

А = 7,94×1,2 = 9,53 м 2 = 9,6 м 2 .

Ориентировочная ширина подошвы фундамента при соотношении η =l/b = 1,5:

Ориентировочная длина фундамента: l = 2,5×1,5 = 3,75 м.

Назначаем размеры подошвы фундамента b × l =2,5 × 4 м.

Коэффициент условий работы: γс1 = 1,1.

Коэффициент условий работы при соотношении L/H = 84/20,5 = 4,1: γс2 = 1,0.

Коэффициент Мγ = 0,98.

Коэффициент Мq = 4,93.

Коэффициент Мc = 7,4.

Коэффициент k = 1,0.

Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента определяем по формуле:

spravkidoc.ru

Вес материала фундамента (железобетона): 25 кН/м 3 .

Вес 1 м фундамента: Gф = 25(0,8×4×2,5 + 1,6×1,2×0,8) = 248,0 кН.

Вес грунта на обрезах фундамента: Gгр = 0,4(2,5×4 — 1,6×1,2)18,5 = 60 кН.

Момент сопротивления подошвы фундамента:

W = bl 2 /6 = 2,5×4,0 2 /6 = 6,66 м 3 .

Максимальное краевое давление под подошвой фундамента определяем по формуле:

Проверка условий: pmax < 1,2R; 220,9 кПа < 240 кПаусловие выполнено.

Минимальное краевое давление под подошвой фундамента по формуле:

Проверка условий: pmin > 0; 40,7 кПа > 0условие выполнено.

Среднее фактическое давление под подошвой фундамента определяем по формуле:

Проверка условия pср ≤ R; 130,8 кПа < 200 кПаусловие выполнено.

Источник

Related Post

Особенности в определении глубины и ширины траншеиОсобенности в определении глубины и ширины траншеи

Как выкопать фундамент под дом своими руками? Практически все виды фундаментных оснований при строительстве зданий требуют организации и проведения земляных работ. Исключением являются некоторые виды свайных опор в тех случаях,

Армирующая сетка для фундамента плитаАрмирующая сетка для фундамента плита

Грамотное армирование монолитной ж/б плиты Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке

Как определить необходимую толщину фундаментной плитыКак определить необходимую толщину фундаментной плиты

Сколько должна составлять толщина плиты фундамента и как правильно сделать расчеты показателя? Толщину плитного фундамента рассчитывают на основании норм соответствующих сводов правил и СНиП. Зная оптимальную величину параметра, застройщик может

Adblock
detector