Проектирование оснований промышленного здания (место строительства – г. Бийск, грунт – глина, суглинок, песок средней крупности)

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

h_i- толщина i-го слоя,

E_i- модуль деформации i-го слоя, п- число слоёв, на которые разбита сжимаемая толща основания.

S = 0.8*96/7600(92+69+43) + 0.8*96/11000(27+28+13)=2.6 см

S<Sн=8 см условие выполняется.

5.2 Расчет осадки фундамента № 2:

Нагрузки :N^н=1800 кН,М^н=103.5 кНм, Q^н=10.8 кН, G^н_ф.гр.=303 кН

Грунты : первый пласт – глина мягкопластичная, толщина 3,5м,I_l=0.74,

g_II=16.641 кН/м³    Е=7.6 МПа,  с_II=16,  φ_II=15.

второй пласт – суглинок тугопластичный, толщина 4.3 м, I_l=0.5,g_II=19.218 кН/м³    Е=11.0 МПа,  с_II=20,  φ_II=18.

третий пласт – песок мелкий средний плотности, толщина 1м, g_II=19.67 кН/м³    Е=30.0 МПа,  с_II=2,  φ_II=35.

Данные фундаменте: глубина заложения  1.6, ширина 3.3, длина 4.5

Давление под подошвой фундамента: Рмах=130.9 кПа,Рmin=123.3 кПа,Рср=127.0кПа

s= g^I_II*d  кПа=16.648*1.6=26.6 кПа

Уровень грунтовых вод находится на глубине 2.9 м

1.определение бытовых давлений:

а) на уровне подошвы фундамента s_zqo=26.6 кПа;

б) на границах слоев толщиной hi=0.4в=1.3 м

s_zp=g^I_IId+Sgihi= 26.6 +Sgihi 

Расчет сводится в таблицу 3.1. следует иметь в виду, что ниже уровня грунтовых вод удельный вес необходимо принимать как для грунта, взвешенного в воде: для суглинка g_sв=8.4.

КП.О и Ф. 12-05.

Лист

z, м	2z b	α	σzp, ,кПа	σzg, кПа	0,2σzg, т/м2	σi,кПа	Еi, кПа
0	0	1.0	100	27	5.4	93	7600
1.3	0.8	0.850	84.4	38	7.6	69	7600
2.6	1.6	0.525	53.2	48	9.6	42	11000
3.9	2.4	0.320	32.5	59	11.8	27	11000
5.2	3.2	0.210	21.0	70	14	18	30000
6.5	4.0	0.145	14.5	81	16.2

2.определение дополнительных давлений                                

s_zp=ap_o;p_о=p-s _zg0= 127-26.6=100 кПа

Коэффициент a принимается по таблице  приложения 2 СНиП 2.02.01-83

Таким образом,

                        s_zp=100a

подсчет дополнительных давлений на границах  слоев, на которые разбито основание, сводится в таблицу 3.1.

3.определение нижней границы сжимаемой толщи выполняется тоже в таблице 3.1.

Нижняя граница сжимаемой толщи основание принимается на глубине z=Нс, где выполняется условие: s_zp= 0.2s_zq.

Если найденная по указанному выше условию нижняя границы сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е<5МПа,нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия s_zp= 0.1s_zq.

 Из таблицы 3.1.видно,что при z=6.5 соблюдается условие s_zp= 0.2s_zq.( разница 1кПа)

На этом уровне принимается  нижняя граница сжимаемой толщи, так как

Е=11 мПа>5 мПа

4. среднее давление в слое подсчитываются как полусумма ординат дополнительных давлений на границах слоев. Их расчет тоже сведен в таблицу 3.1.

       Например:

s_zp = s_zp1=  s_zp2/2=100+85/2=93 кПа    

5. определение осадки фундамента S осуществляется по формуле :

s=β ∑(σ_zp,ih_i/E_i), где

β- безразмерный коэффициент, равный 0,8,

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

h_i- толщина i-го слоя,

E_i- модуль деформации i-го слоя, п- число слоёв, на которые разбита сжимаемая толща основания.

S = 0.8*130/7600(93+69) + 0.8*130/11000(27+42+18) + 0.8*130/30000*18=3.1 см

S<Sн=8 см условие выполняется.

КП.О и Ф. 12-05.

Лист

5.3 Расчет осадки фундамента № 7:

Нагрузки :N^н=1045.8 кН

М^н=199 кНм

Q^н=9 кН

G^н_ф.гр.=321 кН

Грунты : первый пласт – глина мягкопластичная, толщина 3,5м,I_l=0.74,

g_II=16.641 кН/м³    Е=7.6 МПа,  с_II=16,  φ_II=15.

второй пласт – суглинок тугопластичный, толщина 4.3 м, I_l=0.5,g_II=19.218 кН/м³    Е=11.0 МПа,  с_II=20,  φ_II=18.

третий пласт – песок мелкий средний плотности, толщина 1м, g_II=19.67 кН/м³    Е=30.0 МПа,  с_II=2,  φ_II=35.

Данные фундаменте: глубина заложения  1.6, ширина 2.6, длина 3.6

Давление под подошвой фундамента: Рмах=143.1кПа,Рmin=84.5 кПа,Рср=133.8 кПа

,s= g^I_II*d  кПа=16.648*1.6=26.6 кПа

Уровень грунтовых вод находится на глубине 2.9 м

1.определение бытовых давлений:

а) на уровне подошвы фундамента s_zqo=26.6 кПа;

б) на границах слоев толщиной hi=0.4в=1 м

s_zp=g^I_IId+Sgihi= 26.6 +Sgihi 

Расчет сводится в таблицу 3.1. следует иметь в виду, что ниже уровня грунтовых вод удельный вес необходимо принимать как для грунта, взвешенного в воде: для суглинка g_sв=8.4.

z, м	2z b	α	σzp, ,кПа	σzg, кПа	0,2σzg, т/м2	σi,кПа	Еi, кПа
0	0	1.0	108	27	5.3	100	7600
1	0.8	0.848	92	35	7	75	7600
2	1.5	0.532	57	43	8.6	46	7600
3	2.3	0.325	35	52	10.4	29	11000
4	3.1	0.210	23	60	12	22	11000
5	3.8	0.145	20	69	13.8	16	11000
6	4.6	0.105	11	77	15.4	10	11000
7	5.4	0.079	8.5	85	17	15	30000
8	6.2	0.062	6.7	97	19.4

2.определение дополнительных давлений                               

s_zp=ap_o;p_о=p-s _zg0= 127-26.6=108 кПа

Коэффициент a принимается по таблице  приложения 2 СНиП 2.02.01-83

Таким образом     s_zp=108a

КП.О и Ф. 12-05.

Лист

5.4 Проверка прочности фундамента на раскалывание

N<=(1+b_c / l_c)* g_c*m*A_l* R_bt        N<=(1+l_c / b_c)* g_c*m*A_b* R_bt

Где m - коэффициент трения бетона по бетону, равный 0.7; g_c – коэффициент условий работы фундамента в грунте, равный 1.3;  A_l и A_b площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям колонны параллельно сторонам l и b подошвы фундамента, за вычетом площади сечения стакана.

При b_c / l_c< A_b/ A_l расчет ведется по первой формуле:

A_b=2.4*1.6 – 1.2*0.65=3.84-0.78=3.06 м²

A_l =3.6*1.6 – 1.5*1.2=5.76- 1.8=3.9 м²

b_c / l_c=0.65/1.5=0.4< A_b/ A_l

N=(1+0.4)*0.7*1.3*3.9*57=834.6<1225.8 кН

Проверка на раскалывание выполнена.

5.5  Расчет плитной части на обратный момент

Обратный момент должен быть воспринят бетонным сечением плитной части. Предельное значение обратного момента должно удовлетворять условию M_ir<= R_bt* W_i

Где M_ir – изгибающий обратный момент в рассматриваемом сечении консольного выступа, который определяется как сумма изгибающих моментов в рассматриваемом сечении по формуле M_ir=(q+q_f)*b*c_i²/2, кНм, где q – нагрузка на пол, W_i – момент сопротивления для растянутой грани бетонного сечения