Расчёт фундаментов. Определение нагрузок действующих на обрезе фундамента, страница 2

,   (7.8)  [1]

где γ_c- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R   - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа,

A   - площадь опирания на грунт сваи, м²,

u- наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

f_i- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа,

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

γ_cR, γ_cf  - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта.

R = 0,75α₄(α₁γ'₁d + α₂α₃γ₁h);                               (7.12)  [1]

R = 0,75×0,245×(60×16,7×0,32+107,3×0,68×16,7×7,9) = 1827 кПа = 1827 kH/м² = 182,7 тс/м²

F_d = 1×( 1×1827×0,08+1×0,7(2,5×0+1×48+1,1×53+3,3×58)) = 146,16 + 208,39 = 354,55 кН = 35,455 тc

Расчётная нагрузка допускаемая на сваю

Требуемый шаг свай

L = P / N = 253,25 kH / 105,14 kH×м = 2,4 м

Принимаем шаг свай L = 0,9 м

Расчёт свай по II-ой группе предельных состояний

Рис. 3

P = (N+G) / A₁  ≤ R

(105,14 +103,7)/(2,3×1) = 90,8 kH/м² ≤ 1827 kH/м²

S ≤ S_u

Расчет осадки фундаментов методом послойного суммирования

Рис. 4

Расчетные данные

                                                                                                               Таблица 4.2

z							Hi ,м	E,кПа	Si ,см
0	0	1	303	61	1152,5
1	6,25	0,039	346	69	45	599	1	37000	1,3
2	12,5	0,009	408	82	10,4	27,7	1	41000	0,05
3	18,75	0,004	470	94	4,6	7,5	1	41000	0,015
4	25	0,002	532	107	2,3	3,45	1	41000	0,007

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

фундамента

Дополнительное давление на основание под подошвой фундамента

Вычислим осадку

Проверка на предельные деформации

Конструктивно принимаем 4 Ø 10  А – III, А_S = 3,1 см² продольное армирование.

Конструктивно принимаем  Ø 6  А – IIcшагом  300 мм в поперечном направлении.

Расчёт ростверка

Рис. 5

Определим усилия в ростверке от нагрузок на период строительства

L_p = 1,05×(L – d) = 1,05×(0,9 – 0,32) = 0,609 м

Опорный момент

M_оп = - 0,083×q_k×L²_p = -0,083×24,75kH/м ×(0,609м)²= -0,76 kH×м

Пролётный момент

M_пр =  0,042×q_k×L²_p  = -0,042×24,75kH/м ×(0,609м)²= 0,39 kH×м

Поперечная сила

Q = q_k×L²_p / 2 = 24,75kH/м ×(0,609м)²/ 2 = 4,6 kH

Определим усилия в ростверке от эксплуатационных нагрузок

Опорный момент

M_оп = - q×L²_p / 12 = 105,14 kH/м ×(0,609м)²/ 12 = 3,25 kH×м

Пролётный момент

M_пр =  q×L²_p / 24 = 105,14 kH/м ×(0,609м)²/ 24 = 1,62 kH×м

Поперечная сила

Q = q×L²_p / 2 = 105,14 kH/м ×(0,609м)²/ 2 = 19,5 kH

Проверка прочности кладки над сваей на смятие

q / b_k ≤ R

105,14 kH / (0,64 м × 1 м) = 164,2 kH / м² < 1700 кH / м²

Подбор продольной и поперечной арматуры

А_s = M / 0,9h₀R_s = 3,25 kH×м / 0,9 ×0,2м×280000kH / м² = 6,5×10 ^{– 5 м2} =                      

= 0,65 см²

Конструктивно принимаем 4 Ø 10  А – III, А_S = 3,1 см²

Проверим на поперечную силу

Q = 19,5 kH  ≤ R_bt×b×h = 750kH/м² ×0,64 м × 0,2 м = 96 kH

Конструктивно принимаем  Ø 6  А – IIcшагом 300 мм

В верхней части тело ростверка армируем конструктивно Ø 5  Вр – I с шагом 100.

Расчёт фундаментов по оси Д

При ведении расчётов данного фундамента необходимо учитывать моменты которые возникают от активного горизонтального давления грунта на тело фундамента. При этом следует учитывать возможную временную нагрузку на поверхности грунта вблизи фундамента от подвижной транспортной нагрузки и складируемого материала на период строительства интенсивностью q = 10 kH/м² см. [11]. Обычно, эту нагрузку приводят к слою грунта высотой h_пр.

Рис. 6

Подберём сечение стержней рабочей арматуры стен

на 1 погонный метр:

 

Рис. 7

Принимаем арматуру класса А-III c R_s=355МПа.

Бетон класса прочности на сжатие B15 c Rb = 8,5 МПа

h = 400 мм

Защитный слой а = 30 мм, тогда h^’_f = 370 мм, b=1000мм

Вычислим значение :

При  находим: 

На каждом метре стены при шаге 200 мм располагаются 6 стержней с общей требуемой площадью A_s =  3,9 см², окончательно принимаем рабочую арматуру А – III  Ø 10 мм с шагом 200 мм.

Армируем  фундаменты по оси Д сварными каркасами из стержневой арматуры класса А – III  Ø 10 мм с шагом 200 мм в двух направлениях общей площадью А = 4,71 см на 1 погонный метр фундаментов.

Определим максимальный процент армирования

Фактический процент армирования

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов.- М.:2004.

2. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.- М.:Стройиздат, 1987

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М., 1983.                 4. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.-М.:Стройиздат, 1987.

5. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 88 с.

6. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования.-М.:Стройиздат, 1987.

7.  ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. – М., 1984.

8.  ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация – М., 1995.

9. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. – М.: Стройиздат. 1991. – 767 с.

10. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учебник.  М.: Высш. шк.. 1987. – 384 с.

11. Алексеев В.М., Калугин П.И. Проектирование оснований и фундаментов: Учебное пособие.  Воронеж: Издательство ВГУ 2001. – 528 с.