Расчет оснований и фундаментов промышленного здания (уровень грунтовых вод – 19.00, уровень пола 1 этажа – 24.00)

условное расчётное сопротивление грунта основания. Определяется по таблицам 1 – 5 СНиП 2.02.01 – 83^*. Интерполируя получаем R_o=375кПа;

g_mt – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступок, 20кН/м³;

d – глубина заложения фундамента, 2,1м;

m - коэффициент, учитывающий действие изгибающего момента, 1,1;

А=1728/(375-20*2,1)*1,1=5,7,

Назначение подошвы фундамента:

b/l = 0,7;

b*l = A → b=Ö(0,7*А);

b = Ö(0,7*5,7)=2м;

Принимаем b=2,1м – кратно 300мм.

Определяем расчётное сопротивление грунта:

R=R_o[1+k₁(b-b_o)/b_o]+k₂*g^`_II(d-d_o), где b и d – соответственно ширина и глубина заложенного проектом фундамента;

g^`_II – расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

k₁ – коэффициент для основания крупнообломочного и песчаного грунта, кроме пылевых песков, для суглинка – 0,05;

k₂ – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, для суглинка – 0,2.

R=375[1+0,05*(2,1-1)/1]+0,2*14,25*(2,1-2)=392,91

Проверяем:

(R_i - R_i-1)/R_i-1=(392,91-375)/375=0,0478<0,05

Окончательно принимаем b=2,1м.

2.3 Конструирование фундамента

Конструирование производится при соблюдении условий:

h_ст, l_ст - кратно 150мм, (300мм, 450мм, 600мм);

l_ст/ h_ст≤3.

Высота дна стакана над первой ступенькой должна не превышать

H₁=(b_ист-b_к)/2

где b_ист – ширина верха подколонника;

Необходимо учитывать пирамиду продавливания, она не должна выходить за пределы фундамента.

2.4  Проверка давления под подошвой фундамента

Приведение нагрузок к подошве фундамента:

Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:

Р = N ^Н +G_гр / А, кН/м²

G_гр = А*d*_mt;

где  А_тр - площадь подошвы фундамента, А = 5,7 м²;

d₁ – глубина заложения фундамента; d₁ = 2,1м;

_mt – усреднённый удельный вес фундамента и грунта, _mt = 20кН/м³;

G_гр = 5,7*2,1*20 = 239,4 кН;

Р = (1728+239,4)/5,7 = 345,16 кН/м²;

Проверка условия Р, R

345,16392,91, проверка выполняется

Проверка краевых условий:

P_{max, min}=P±M_x/W_x±M_y/W_y

где  W_x, W_y –моменты сопротивления относительно осей, OX, OY, м³;

W_x = L*b²/6 =2,7*2,1²/6=1,98 м³;  W_y = L²*b/6=2,7²*2,1/6=2,55 м³;

Недонапряжение состовляет порядка 16% -допустимо.

Если после выполнения конструирования и расчета на продавливания будет возможность, то размеры подошвы необходимо уменьшить и произвести перерасчет.

Все проверки выполняются.

2.5  Расчет осадок фундамента

По СНиП 2.02.01-83* пункт 2.39. Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия:    s £ s_u, где s - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом в соответствии с указаниями обязательного приложения 2;

s_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения.

Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства 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.

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

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

Определение осадки фундамента производим методом послойного суммирования осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи основания.

Напряжение от собственного веса грунта:

σ_zg,i=σ_zg,0+∑α_i*h_i;

σ_zg,0=g_II`*d, где g<sub>II</sub>`=15,376 кН/м³ - удельный вес 1го слоя грунта;

h_i – толщина i-го слоя;

σ_zg,0=15,376*2,25=34,596 кПа,

h_i=0,4*b=0,4*3300=1320мм.

Дополнительное напряжения:

р₀ = р- σ_zg,0, р₀ = 133,7-34,596=99,104 кПа.

Напряжение от фундамента (определяется по формуле Лява):

σ_zp,i= α_i* р_0,

где α_i- коэффициент формы подошвы фундамента, определенного по СниП 2.02.01-83*, приложение 2, таблица 1, зависит от  η=l/b=3,3/3,3=1 и относительной глубины ζ=2z/b.

Расчёт осадок сведён в таблицу 2

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

S≤Su

2,08см≤8см, условие выполняется

Эпюра напряжений

2.6  Расчет осадок фундамента с использованием компьютерной программы «IGOF»

ПРОВЕРКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1. КОЛ. ФУНДАМЕНТОВ=  4

2. КОЛ. ПЛАСТОВ ГРУНТОВ= 4, 4, 4, 4,

3. РАЗМЕРЫ МЕНЬШЕЙ СТОРОНЫ=   2.400,   2.400,   2.400,   3.300,

4. ГЛУБИНА ФУНДАМЕНТА=    2.250,    2.250,    2.250,    2.250,

5. ОТНОШЕНИЕ БОЛЬШЕЙ СТОРОНЫ К МЕНЬШЕЙ=   1.250,   1.375,   1.500,   1.000,

6. СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК=   16.300,   22.910,   7.287,    13.370,

7. УДЕЛЬНЫЕ ВЕСА ПЛАСТОВ ГРУНТА=

1.538,     1.920,     .941,     .957,

1.538,     1.920,     .941,     .957,

1.538,     1.920,     .941,     .957,

1.538,     1.920,     .941,     .564,

8. МОДУЛЬ ДЕФОРМАЦИИ=

1040.000,  1100.000, 1100.000, 1120.000,

1040.000,  1100.000, 1100.000, 1120.000,

1040.000,  1100.000, 1100.000, 1120.000,

1040.000,  1100.000, 1100.000, 1120.000,

9. ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ ПОДОШВЫ КАЖДОГО ПЛАСТА=

6.000,    6.500,    8.500,    10.000,

6.000,    6.500,    8.500,    10.000,

6.000,    6.500,    8.500,    10.000,

6.000,    6.500,    8.500,    10.000,

ВВЕДИТЕ 0,ЕСЛИ НЕ НАДО ИСПРАВЛЯТЬ ДАННЫЕ

ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ВВЕДИТЕ НОМЕР КОРРЕКТИРУЕМОЙ СТРОКИ

0

←[2J

ТАБЛИЦА 1

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

! НОМЕР РАСЧИТЫВАЕМОГО !   ОСАДКИ   ! ГЛУБИНА СЖИМАЕМОЙ !

!     ФУНДАМЕНТА       !     М      !     ТОЛЩИ, М      !

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

!           1          !  .2153E-01 !      .4800E+01    !

!           2          !  .3527E-01 !      .5760E+01    !

!           3          !  .5530E-02 !      .2880E+01    !

!           4          !  .1984E-02 !      .5280E+01    !

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

3 Расчёт свайного фундамента

3.1  Определение глубины заложения ростверка

Глубину заложения подошвы ростверков определяется анологично глубине