Расчет оснований и фундаментов промышленного здания (место строительства - город Искитим, уровень грунтовых вод - 15,00 м)

Второй слой грунта – песок пылеватый, водонасыщенный, среднесжимаемый, средней плотности, толщина – 4 м,

Третий слой грунта – песок средней крупности, слабосжимаемый, рыхлый, маловлажный, толщина – 9 м,

3. Данные о фундаменте – глубина заложения 1,9 м, ширина b = 3,3 м, длина l = 3,9 м.

4. Давление под подошвой фундамента:

P_max = 338,636 кПа, P_min = 288,087 кПа, P_cр = 313,362 кПа.

5. Уровень грунтовых вод находится на глубине 4 м.

Расчет:

1. Определение бытовых давлений (вертикальных напряжений от собственного веса грунта):

а) на уровне подошвы фундамента по формуле:

s_zg,0 = g^/×d,

где g^/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы g^/_II = 18,001 кН/м³, и, так как планировка отсутствует, d = d_n, глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа.

s_zg,0 = 18,001×1,9 = 34,202 кПа;

б) на границах слоёв толщиной h_i, расположенных на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

h_i ≤ 0,4×b = 0,4×3,3 = 1,32 м,

Расчет s_zg сводится в таблицу 4.3.

Следует иметь ввиду, что ниже уровня грунтовых вод удельный вес необходимо принимать как для грунта, взвешенного в воде – для супеси γ_sb = 15,802 кН/м³, для пылеватого песка – γ_sb = 9,312 кН/м³, для песка средней крупности – γ_sb = 8,048 кН/м³.

2. Определение дополнительных давлений (то есть давлений под весом фундамента) на глубине z от подошвы фундамента, по вертикали, проходящей через центр подошвы фундаментa:

s_zp = ap₀,

где a – коэффициент, принимаемый по табл.1 приложения 2 стр.36 [4] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: z = 2×z/b;

p₀ – дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое по формуле:

p₀ = p - s_zg,0,

р - среднее давление под подошвой фундамента р = P_cр = 313,362 кПа;

p₀ = p - s_zg,0 = 313,362 - 34,202 = 279,16 кПа;

Таким образом, s_zp = 279,16×a.

Подсчет дополнительных давлений на границах слоёв, на которые разбито основание, сводится в таблицу.

Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-

деформируемом полупространстве.

Таблица

Ni	x = 2z/b	Z, м	a	szp = a×P0, кПа	szg, кПа	0,2×szg,0	hi, м	szp,i	Ei, мПа
0	0	0	1	279,16	34,202	6,8404	0	254,2894	15
1	0,8	1,32	0,821818	229,4188	57,96332	11,59266	1,32	200,2131	15
2	1,272727	2,1	0,612578	171,0074	72,0041	14,40082	0,78	154,7423	15
3	1,575758	2,6	0,49605	138,4772	79,9051	15,98102	0,5	110,1317	15
4	2,375758	3,92	0,292972	81,78618	92,19694	18,43939	1,32	66,67424	15
5	3,175758	5,24	0,184705	51,56231	104,4888	20,89776	1,32	45,1274	15
6	3,781818	6,24	0,138603	38,69249	113,8008	22,76016	1	36,76837	15
7	4	6,6	0,124818	34,84424	117,1531	23,43062	0,36	29,94625	15
8	4,8	7,92	0,089727	25,04826	127,7765	25,55529	1,32

3. Определение нижней границы сжимаемой толщи. Выполняется в таблице 4.3. Глубина сжимаемой толщи определяется при z = h_c.

Z принимается в точке, где выполняется условие:

s_zp = 0,2×s_zg   при Е>5000 кПа.

Из таблицы 4.3. видно, что при z = 7,92 м соблюдается условие.

4. Средние давления s_zp,i в слое подсчитываются как полусумма ординат дополнительных давлений на границах слоев. Их расчет сведен в таблицу 4.3.

5. Определение осадки фундамента.

Осадка определяется методом послойного суммирования по формуле:

, где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

s_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

S = 0,033876 м = 3,4 см < [S_u] = 8 см.

Смотри приложение 4 [4].

Условие выполняется.

5.6 Расчет осадки четырех фундаментов по программе «Фундамент» «OSADKA»

Исходные данные:

1.  Фундамент под колонну	№2	№1	№5	№6
Количество рассчитываемых фундаментов n;	4
Количество пластов грунтов с различными физико-механическими свойствами;	5	5	5	5
Размер меньшей стороны;	3,3	2,4	2,4	2,4
dn – глубина заложения фундамента от уровня природного рельефа грунта;	1,9	2,15	1,9	1,9
р – среднее давление под подошвой фундамента	р=313,36	р=251,99	р=69,05	р=36,3
Удельные веса пластов грунта для каждого фундамента по порядку сверху вниз, кН/м3;	18,001 18,001 15,802 9,312 8,048	18,001 18,001 15,802 9,312 8,048	18,001 18,001 15,802 9,312 8,048	18,001 18,001 15,802 9,312 8,048
Значения Ei для каждого пласта грунта, МПа;	15 15 15 15 35	15 15 15 15 35	15 15 15 15 35	15 15 15 15 35
Глубина залегания подошвы каждого пласта, считая от подошвы фундамента;	0,0 2,1 2,6 6,6 10,6	0,0 2,1 2,85 6,7 10,6	0,0 2,1 2,6 6,6 10,6	0,0 2,35 2,6 6,9 10,85
Отношение большей стороны фундамента к меньшей.	1,181818	1,125	1,125	1,125

ТАБЛИЦА 1

=========================================================

! НОМЕР РАСЧИТЫВАЕМОГО !   ОСАДКИ   ! ГЛУБИНА СЖИМАЕМОЙ !

!     ФУНДАМЕНТА       !     М      !     ТОЛЩИ, М      !

=========================================================

!           1          !  .4720E-01 !      .7920E+01    !

!           2          !  .2659E-01 !      .5940E+01    !

!           3          !  .3550E-02 !      .3060E+01    !

!           4          !  .9778E-04 !      .9600E+00    !

=========================================================

НУЖНА ТВЕРДАЯ КОПИЯ? ДА-1, НЕТ-0

Результаты расчета на ЭВМ:

5.7 Расчет относительной усадки.

Относительная разность осадок:                                 ,

По приложению 4 [4],  = 0,002

№2-№1 - 0,00085875 < 0,002

№1-№5 - 0,00192 < 0,002

№5-№6 - 0,00019179 < 0,002

№6-№2 - 0,0035151 > 0,002,

Так как между фундаментами под колонны №6 и №1 разность осадок недопустима, необходимо сделать подбетонку, чтобы увеличить глубину заложения.

5.7 Расчет прочности тела фундамента.

Выполним расчет прочности фундамента №2.

Железобетонные фундаменты под колонны со стаканным креплением колонн в фундаменте рассчитываются на прочность по следующим схемам.

1)  Расчет прочности фундамента на продавливание его колонной.

2)  Расчет прочности фундамента на продавливание его подколонником.

3)  Проверка прочности фундамента на изгиб в опасных сечениях.

Изгибающие моменты вычисляются в опасных сечениях

1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6.

Арматура класса AIII подбирается по большому моменту, конструируется сетка подошвы фундамента.

4)  Расчет на действие перерезывающих сил. Опасные сечения те же, что и при подборе арматуры подошвы. Если прочность бетона на появление трещин в этих сечениях