Проектирование основания и фундаментов одноэтажного здания физкультурно-спортивного комплекса в городе Дмитров

Ширину фундамента определяем согласно графическому методу Лалетина.

Среднее давление под подошвой фундамента:

, где

     N_II – нагрузка, действующая на обрез фундамента.

     – среднее значение удельного веса грунта и материала фундамента.

     - ширина фундамента.

     - отношение сторон монтируемой в фундамент колонны.

     - глубина заложения фундамента.

Расчетное сопротивление грунта основания:

Размеры подошвы фундамента определяем из условия P£R, используя графоаналитический способ Лалетина.

b	1	1.2	1.5
P	28.8	21.1	14.8
R	21.6	21.8	22.15

Принимаем ширину фундамента b=1.2м

Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента

5.2.4 Конструирование фундамента

Нагрузка от веса фундамента:

;

Нагрузка от веса грунта:

;

Фактическое среднее давление под подошвой фундамента:

Фактическое расчетное сопротивление грунта:

     ;

     - условие выполняется.

5.2.5 Учет внецентренного нагружения фундамента

Для определения распределения давления под подошвой фундамента предварительно определяется эксцентриситет приложения нагрузки:

Т.к. , то фундамент считается внецентренно нагруженным.

Эксцентриситет относительно плиты фундамента из- за несимметричной формы уменьшим на 0.45м (эксцентриситет продольной силы относительно плитной части).

Тогда:  

Условия выполняются.

5.2.6 Проверка слабого подстилающего слоя

s_zp+s_zq£R_z(слаб.слоя), где

     s_zp,s_zq–вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта, тс/м²;

     R_z–расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, тс/м².

s_zp=a·Р_o=0.049·6.8=0.33т/м², где

     P_o=P_{ср.факт}-s_zgo=10.4-3.6=6.8т/м²;

     s_zgo=·h=2·1.8=3.6 т/м²;

     a-коэффициент, принимаемый по табл.1 прилож.2 [  ] в зависимости от соотношения сторон η=l/b и ζ=2z/b

     2z/b=2·4.8/1.2=8, l/b =1.75 тогда a=0.049

Площадь условного фундамента:

A_z=N/s_zp=16.8/0.33=50.9м²,

b_z=-a = , где

     а=(l-b)/2=2.1-1.2/2=0.45м

 т/м²;

Расчетное сопротивление грунта слабого слоя:

=g₃=0.87 т/м3; =g_ср =1.65т/м3;

0.33+10.9=11.23<66.82, т.е. расчетное сопротивление грунта больше, чем давление фундамента, значит, увеличение размеров подошвы не требуется, слабый подстилающий слой имеет достаточную прочность.

5.2.7 Определение осадки фундамента

Осадка основания S c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

, где

     S-осадка слоев;

     b=0.8 – коэффициент;

     Е_i-модуль деформации i-го слоя грунта;

     s_zpi-среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта.

     h_i-высота слоя.

Суммирование производим до глубины, на которой выполняется условие:

s_zp<0.2·s_zg

Напряжения в грунте от его веса определяются по формуле

s_zg=s_zgo + å(g_i·h_i), где

s_zgo=·h=2·1.8=3.6т/м²

s_zp=α·P_о, где

P_o=P_{ср.факт}-s_zgo=10.4-3.6=6.8т/м²

Грунтовую толщу разбиваем на слои h=(0,20,4)b

Таблица 4. Характеристики сжимаемой толщи

Zi, м	2z/b	l/b	α	szp, т/м²	szg, т/м²	0,2szg, т/м²	hi, м	Ei, т/м²	szp.ср, т/м²	Si, м
0	0	1.75	1	6.8	3.6	0.72	0.4	1000	-	0.01
0.4	0.67		0.901	6.1	4.4	0.88			6.45
0.8	1.33		0.701	4.8	5.2	1.04			5.45
1.2	2		0.463	3.1	5.96	1.2		1700	3.95
1.6	2.7		0.324	2.2	6.72	1.34			2.65
2	3.3		0.235	1.6	7.48	1.5			1.9
2.4	4		0.176	1.2	8.24	1.65			1.4

Полученная осадка составляет S_расч.=1см, что меньше максимальной допустимой осадки S_мах=8см.

Диаграмма осадки фундамента.

В условиях реального проектирования следует учесть влияние рядом стоящих фундаментов.

5.2.8 Проверка на действие сил морозного пучения

Принадлежность суглинка к одной из групп по степени морозоопасности оценивается параметром R_f, определяемым по формуле:

, где

     W, W_P, W_L - влажности, соответствующие природной, на границе раскатывания и текучести;

     W_cr - расчетная критическая влажность, ниже значения которой прекращается перераспределение влаги в промерзающем грунте, определяется по графику 5 [2];

     М₀ – безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП

     W=0.21; W_cr=0.16; W_L=0.24; W_P=0.14; M₀=33.9⁰.

грунт слабопучинистый (табл. 39, [2]). Расчет производим.

Устойчивость фундамента на действие касательных сил пучения грунтов, прилегающих к его боковой поверхности, проверяется по формуле:

, где

     τ_fh–расчетная удельная касательная сила пучения, принимаемая по прил. 25;

     А_fh–площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания d_f;

     N_0II–расчетное значение вертикальной нагрузки;

     G_fII–расчетное значение веса фундамента;

     F_rf–расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже d_f.

Расчетное значение силы R_f для фундаментов, имеющих вертикальные грани, определяется по формуле:

, где

     R_fi–расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента в i-м слое, допускается принимать по СНиП "Свайные фундаменты";

     A_fi – площадь вертикальной поверхности сдвига в i-м слое;

     n – число слоев.

Расчет производим по 3-м случаям:

1)незавершенное строительство  , 40% F_rf , d_fn .

2)завершенное строительство, d_fn .

3) завершенное строительство, d_f .

1 незавершенное строительство , d_fn.

     τ_fh=0.7кг/см² (для d_fn=1.5м);

     А_fh=3.6м²;

     N_0II=0.8·16.8=13.44т;

     N_ф=4т;

    

7·3.6<7+0.9(13.4+4)→25.2<22.7 условие не выполняется. Требуется утеплять пазухи на момент возведения здания

7·3.6<7+0.9(16.8+4)→25.2<25.74 Условие выполняется.

Остальной случаи не рассмотрен т.к. он заведомо менее требователен.

5.2.8 Проверка фундамента на сдвиг от распора

где      σ_с - давление на грунт;

            [σ_с] - допускаемое давление грунта на смятие 3.5кг/см²;

            Р - распор, т;

            а – ширина последней ступени фундамента, м;

            с – высота ступени;

            n – коэффициент надежности 0.8

Условие выполняется, следовательно прочность основания на сдвиг