Расчёты фундамента из тяжелого батона класса В12,5 (грунт основания – суглинок полутвёрдый пучинистый)

3.5 Расчёты фундамента .

3.5.1 Определение основных размеров ленточного фундамента.

Бетон тяжелый класса В12,5 (R_bt = 0,66 МПа; R_b = 7,5 МПа при γ_b2 = 0,9).                                                                                                                                                       

Грунт основания – суглинок полутвёрдый пучинистый.                                    

Глубина заложения фундамента от пола подвала

, где

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

γ´_II – осредненное расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

γ_cf – расчётное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

м.

При выборе предварительных размеров фундаментов зданий и сооружений, когда основание сложено горизонтальными выдержанными по толщине слоями грунта (при уклоне их границ не более 0,1) СНиП 2.02.01-83 разрешает производить расчёт фундаментов по значениям условного расчётного сопротивления R₀. Согласно табл. 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 – R₀ = 250 кПа.

Ширина подошвы ленточного фундамента под стену

, где

N = 236,6 кН – расчётная нагрузка, приходящаяся на 1 м фундамента;

R = R₀ = 250 кПа = 0,25 МПа – расчётное сопротивление грунта основания;

γ_ср.II  – средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м³, обычно принимаемый равным 20…23 кН/м³.

м.

Принимаем ширину подошвы ленточного фундамента b=1.2 м.

Расчётное сопротивление грунта основания, кПа, определяем по формуле

, где

γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием, принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.01-83;

k – коэффициент, принимаемый равным k =1,1, так как прочностные характеристики грунта (φ и с) определены по табл. 1-3 приложения 1 СНиП 2.02.01-83;

M_γ, M_q, M_c – безразмерные коэффициенты, зависящие от расчётного угла внутреннего трения φ_II при расчёте по деформациям и принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83;

k_z – коэффициент, принимаемый равным при b < 10 м – k =1;

b – ширина подошвы фундамента, м;

γ_II – осредненное расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента в пределах слоя толщиной 0,5 b (по таблице 3.1.), кН/м³;

γ´_II – то же, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

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

d₁ – глубина заложения фундамента от пола подвала, м;

d_b – глубина подвала от уровня планировочной отметки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной более 2 м – d_b = 2 м).

кПа

При этом значении R найдём

м.

Ширина ближайших типовых плит по ГОСТу 1,2 м. Принимаем фундаментную плиту марки ФЛ12.12-3, имеющую следующие размеры: ширина 1,2 м; высота 0,3 м; длина 1,18 м.

Вес 1 м фундаментного блока марки ФБС24.6.6-т

кН.

Вес грунта на двух обрезах фундамента

кН.

Среднее давление под подошвой фундамента

 , где

– сумма всех вертикальных нагрузок, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кПа;

А_ф – площадь 1 м фундаментной плиты, м².

  кПа.

Согласно строительным нормам, условием применения расчёта по деформации является требование

кПа,

условие выполняется.

Поперечную силу в сечении фундамента у грани стены определим по формуле

кН.

Проверяем условие

, где

 – коэффициент принимаемый для тяжелого бетона равным 0,6;

h₀ – рабочая высота фундамента.

кНкН.

Следовательно, расчёт на действие поперечной силы не требуется.

3.5.2. Расчёт фундамента на изгиб.

Рассчитываем прочность нормального сечения фундамента, определив предварительно изгибающий момент, возникающий в сечении плиты у грани стены по формуле

кН·м.

Определим требуемую площадь арматуры на 1 м длины плиты по формуле (в качестве рабочих стержней примем арматуру класса A-III c R_s = 365 МПа, рабочая высота сечения h₀ = 23 см)

см².

По конструктивным соображениям принимаем 5Ø6 A-III c A_s = 1,42 см² с шагом 20 см.

Процент армирования расчётного сечения

%, что больше %.

Упругопластический момент сопротивления

, где

γ₁ = 0 – для прямоугольного сечения;

n – соотношение между модулями упругости арматуры и бетона.

м³.

Рисунок 3.2. К расчёту фундамента I.

Момент внутренних усилий в сечении перед образованием трещин (Расчётное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния второй группы МПа)

кН·м.

Проверяем условие , где М – момент внешних сил в поперечном сечении фундаментной плиты

кН·мкН·м.

Следовательно, трещин в теле фундамента не образуется.

3.5.3 Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание

кПа.

Осадка основания  с использованием расчётной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определена методом послойного суммирования по формуле

, где

 – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

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

 – толщина i-го слоя грунта;

Рисунок 3.3. К расчёту осадки фундамента I.