Строительство и архитектура \ Механика грунтов, основания и фундаменты

Определение прочностных и деформативных характеристик грунтов. Составление сочетаний нагрузок и выбор их для расчета. Расчет фундамента на естественном основании, страница 3

Выбираем расчетные сечения и определяем, рассматривая подобие треугольников, величины давлений грунта в этих сечениях (рис. 2.6.2).

; ; ; (см. рис.2.6.3).

; ; ;.

Рис. 2.6.2. Схема к определению расчетных сечений фундамента

Рис. 2.6.3. Схемы для расчета арматуры в сечениях I-I, II – II, III – III и IV – IV

Определим значения изгибающих моментов и площади сечения арматуры в расчетных сечениях:

а) в плоскости действия изгибающего момента:

где – условная ширина подошвы фундамента.

Определим площадь арматуры (арматура класса А-III).

;

Принимаем 5Ø 16 А-III с (шаг 200).

б) из плоскости действия изгибающего момента:

;

Принимаем 5Ø 14 А-III с (шаг 200).

2.6.4. Расчёт подколонника и его стаканной части

Расчёт продольной арматуры

Расчёт производим на сочетания по I гр. пр. состояний:

а)

б) ; ; .

Коробчатое сечение I-I (рис. 2.6.4.).

Рис. 2.6.4. Схема приведения коробчатого сечения к эквивалентному двутавровому

Найдём расчётные усилия в сечении I-I:

а) ;

б) ;

Проверим условия:

а) ,

Условие не выполняется.

б) ,

Условие не выполняется (граница сжатой зоны проходит в ребре), расчет производим как для двутаврового сечения.

Количество арматуры по конструктивным требованиям по минимальному проценту армирования :

Принимаем 4Ø 12 А-III с .

Рис. 2.6.5. Схема расположения поперечной арматуры в подколоннике

Расчёт поперечной арматуры

Вычертим расчетную схему стаканной части подколонника (рис. 2.6.6).

Рис. 2.6.6. Расчётная схема стаканной части подколонника

Определим эксцентриситеты выбранных усилий:

а) ;

б) .

Момент от действующих сил относительно оси, проходящей через т. К поворота колонны равен:

При , ,

Принимаем конструктивно 5Ø А-III с .

3. ПрОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

3.1. Определение глубины заложения подошвы плиты ростверка

Высота ростверка .

Глубина заложения подошвы ростверка .

3.2. Выбор типа сваи, её длины, сечения

Рассмотрим три варианта длины сваи:

; ; ; при поперечном сечении сваи принимаем С4-30, С9-30, С11-30 (см. рис. 3.2.1).

Рис. 3.2.1. К определению длинны сваи

3.3. Определение несущей способности сваи

Несущую способность висячей сваи определим по формуле:

где γ_с – коэффициент условий работы сваи в грунте, ;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.

Так как во втором слое залегает пластичная глина с , а СНиП 2.02.03-85 предусматривает расчетные сопротивления только для грунтов с , то целесообразно будет прорезать второй слой и рассматривать вариант с длиной сваи равной 11 м.

Для сваи длиной 11 м ; для;

А – площадь опирания на грунт сваи, ;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

, – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта, , ;

- толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

- расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи.

; ; ; ; ; ; ; ; (см. рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.1. К определению несущей способности сваи

; ; ; ; ; ; , .

3.4. Определение количества свай в ростверке

Определим расчётную нагрузку допускаемую на сваю по формуле:

Тогда требуемое количество свай определяется:

Схема расположения свай в ростверке показана на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4.1. Схема расположения свай в ростверке

3.5. Проверка несущей способности сваи

, ,

где N_св – максимальная нагрузка на сваю в свайном ростверке;

N_p, M_y – соответственно расчётная сжимающая сила и момент в плоскости подошвы свайного ростверка.

;

; ;

n – количество свай, ;

;

, то есть свая Б не работает на выдергивание.

Расчетная нагрузка на сваи крайнего ряда (с учетом возможности их перегрузки на 20%) .

Количество свай выбрано верно, так как.

3.6. Расчет ростверка по прочности

Внецентренно нагруженный свайный фундамент под сборную железобетонную колонну показан на рис. 3.6.1.

Рис. 3.6.1. Свайный фундамент

3.6.1. Расчёт ростверка на продавливание колонной

Для внецентренно нагруженного фундамента расчёт ростверка состоящего из 6 свай производим по формуле:

Схема образования пирамиды продавливания показана на рис. 3.6.1.

определим величины реакций свай от нагрузок колонны на ростверк (нагрузки считаем приложенными к верхнему обрезу ростверка):

а) в первом ряду свай от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части

;

б) во втором ряду от края ростверка .

определим величину продавливающей силы:

Площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны:

Коэффициент учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана:

где – расчетное сопротивление бетона класса В15 осевому растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона.

Предельная величина продавливающей силы которую может воспринять ростверк с рабочей толщиной дна стакана :

–

условие выполняется, прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

3.6.2. Расчёт ростверка на продавливание угловой сваей

Проверим достаточность высоты ступени ростверка (высотой ступени ростверка ).

Фактическая продавливающая сила:

Высота плиты ростверка от верха головки свай и;

; ;

;

; ;

n – количество свай, ;

Прочность плиты ростверка на продавливание угловой сваей обеспечена

3.6.3. Расчет прочности наклонных сечений плиты ростверка по поперечной силе

Расчёт производим по формуле: .

Определим расчетную величину поперечной силы со стороны наиболее нагруженной части ростверка как сумму реакций всех свай крайнего ряда от расчетных нагрузок на сваи: