Строительство и архитектура \ Основания и фундаменты

Проектирование фундаментов в грунте состоящем из суглинка, супеси, песка среднезернистого и глины (географический район строительства – г. Санкт-Петербург), страница 3

 – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м:   ;

 – ширина подошвы фундамента, м;

– глубина заложения фундамента, м;

 – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

=

 – то же, но для грунтов, залегающих выше подошвы; 

 составляет

 – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; .

Для расчёта среднего давления по подошве фундамента составляем уравнение равновесия:

где  – нормативная вертикальная нагрузка (см. табл. 2);

 – собственный вес фундамента;  – площадь подошвы фундамента.

Воспользуемся условием подобия площади опирания верхнего строения и площади подошвы фундамента, введя коэффициент подобия:

Тогда:

Система уравнений решается графически (рис. 1).

Рис. 1. График определения ширины подошвы фундамента

По графику определена величина ширины подошвы фундамента:

Такие размеры подошвы фундамента удовлетворяют условию ФМЗ:          

Однако конструктивно такие фундаменты под каждую опорную стойку выполнить невозможно, поэтому были рассмотрены варианты перехода на кольцевой и плитный фундаменты мелкого заложения.

Площадь подошвы кольцевого фундамента должна равняться общей площади одиночных фундаментов под каждую опору:

Округлим ширину кольца .

Площадь подошвы плитного фундамента должна равняться общей площади одиночных фундаментов под каждую опору:

Округлим радиус .

3.3. Проверка напряжений по подошве фундамента

Определённые выше размеры подошвы фундамента должны отвечать следующим условиям:

которые диктуются отсутствием отрыва подошвы от грунтового основания и возможностью грунта воспринимать определённые выше нагрузки.

Для определения p будем использовать метод сопромата, т.е. формулу для внецентренного сжатия.

где   – вертикальная нагрузка от верхнего строения;

 – площадь подошвы,

 – собственный вес фундамента,

 – момент от действия вертикальной силы ;

;

 – момент сопротивления поперечного сечения подошвы фундамента;

Подставляем все найденные значения в исходное уравнение:

Величину расчетного сопротивления R получаем по графику (рис. 1).

Оба условия выполнены. Окончательно принимаем фундамент круглого сечения с радиусом 5,5 м.

3.4. Определение совместных деформаций основания и сооружения

Целью расчёта оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения, и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъёмов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчётом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.

Расчёт оснований по деформациям производится исходя из условия:

где   – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчётом;

 – предельное значение совместной деформации основания и сооружения.

В данном курсовом проекте будем рассматривать два возможных типа деформаций: осадку фундамента и крен сооружения.

В качестве метода определения осадок принят метод послойного суммирования. В качестве расчетной схемы принято линейно-деформируемое полупространство с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Hcж. Считается, что на этой глубине (в её пределах) происходит основная часть деформаций сжатия основания.

Расчет проведен на основное сочетание нормативных нагрузок. Для расчёта вводим правую систему координат с началом отсчёта в центре подошвы плиты фундамента, ось OZ направляем вертикально вниз, ось OX – вправо.

3.4.1. Расчет осадки фундамента мелкого заложения

Расчёт проведен в следующей последовательности:

1. Построение эпюры распределения напряжений от собственного веса грунта, начиная от дневной поверхности. Так как распределение давления по толще однородного слоя линейно, то достаточно определить давление только в двух граничных точках каждого однородного слоя. Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учётом взвешивающего действия воды. Для определения напряжения в каждой точке использована формула:

Скачать файл