Исходя из расчета принимаем: по оси «А» без подвала, под ж/б колонны сечением 40х40см, сборный ж/б фундамент стаканного типа 2Ф21.
Фундамент №2 по оси «В» с подвалом.
Подбор ширины подошвы фундамента ведётся графо-аналитический методом из условия, что среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания R.
По формуле (7):
No=1×(964 +134+ 98+4) = 1168кН/м
По формуле: (9) d1 =1,15+(0,1×22)/17,48=1,26;
γ'ii=(γ3×h1+ γ3sb×h2)/ (h1+ h2) =(20,7х0,8+10,11х0,35)/(0,8+0,35)= (20,1+3,54)/1,15=17,48Н/м³;
По формуле (10): P = 1168 /b2+20×1,26=1168 /b2+25,2 ;
Р2,5=1168 /2,52+25,2=212,1 кН; Р3=1168 /32+25,2=155 кН; Р1,5=1168 /1,52+25,2=544,3 кН;
Р2=1168 /22+25,2=317,2 кН
Mγ = 0,58 ; Мq = 3,32 ; Мс = 5,92 ; γс1 =1,2; γс2=1 ; kz=1 ; k=1,1 ;d1=1,26 ;γmƒ= 20кН/м³;γcƒ= 22кН/м³ ; db= 2м ; сii = 25 кПа;. γii=20,7 ; γ'ii =17,48
По формуле (8):
R = 1,2×1/1,1×[0,58×1×b×20,7+3,32×1,26×17,48+(3,32-1)×2×17,48+5,92×25] = 13,08×b+302,23
R1,5 =13,08×1,5+302,23 =321,85 кН; R2 =13,08×2+302,23 =328,39 кН
|
b |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
R |
322 |
328 |
||
|
P |
586 |
359 |
254 |
197 |
График см. рис. 3.
Из формул (8) и (10) находятся зависимости R= R(b) и Р= Р(b), строятся соответствующие графики, точка пересечения которых даст значение ширины подошвы фундамента. Далее принимается нужный типоразмер сборного фундамента стаканного типа под колонну и по формуле (8) определяется значение R. Значение Р при известной ширине подошвы находится по формуле (11)
Принимаем сборный фундамент стаканного типа 2Ф21
По формуле (8)
R =13,08×b+302,23 = 13,08×2,1+302,23 = 330 кН
По формуле (11):
P=(1168+53,5 +46,1) /2,12=288 кН; d = hs
Nf = 53,5 кН/м Vгр.= А.× d = b2.× hs = 2,12×1,15= 5,07 м³
Ng= Vгр.ус.× γ'ii= 2,64 ×17,48=46,1 кН/м Vф. = Nf / γбет.= 53,5/22= 2,43 м³
Vгр.ус = Vгр.- Vф.= 5,07-2,43=2,64 м³
По условию : P < R =>288 < 330
По формуле (12):
330 – 288 /330 × 100% = 12,7 %
Вывод: По известным значениям R и P оценивается недогруз (должен быть ≤ 15%) или перегруз (≤3%), что соблюдается.
Исходя из расчета принимаем: по оси «В» с подвалом, под ж/б колонны сечением
40х40см, сборный ж/б фундамент стаканного типа 2Ф21.
2.3. Расчёт осадок фундамента.
Осадка фундамента в сооружении – это вертикальное смещение осадки, в следствии деформации их основания под действием нагрузки от фундамента.
Осадка оснований S, с использованием расчетной схемы линейно – деформируемой среды определяется методом послойного суммирования:
(13)
где: β – безразмерный коэффициент = 0,8
σzpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.
hi и Еi – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.
Метод послойного суммирования.
Осадка грунта под действием нагрузки от сооружения определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта, такой толщины, для которой можно без большой погрешности принимать при расчетах средние значения, характеризующих грунты показателей.
Толщу грунта под фундаментом разбиваем на полоски толщиной hi = 0,4b, на глубину 5b.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: szp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле:
szp = ap0 (14)
где a - коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: ξ = 2z/b при определенииszp и ξ = z/b при определении szp,c;
p0 = p - szg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание;
р - среднее давление под подошвой фундамента;
szg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается szg,0 = gd, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой szg,0 = gdn, где g/ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и dn – обозначены на рис.1).
Рис.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL– отметка планировки; NL- отметка поверхности природного рельефа; FL- отметка подошвы фундамента; WL- уровень подземных вод; В,С - нижняя граница сжимаемой толщи; dи dn глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; bширина фундамента; р - среднее давление под подошвой фундамента; р0 - дополнительное давление на основание; szg и szg,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; szp и szр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта szg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:
σzg = Σγihi (15)
γi и hi – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.
Определим, что для данного случая водоупором является 3слой – суглинок тугопластичный с Ii = 0,29.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Нс, где выполняется условие σzр = 0,2σzg ( здесь σzр – дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяемое в соответствии с указаниями).
Проверяем сечение: 1-1 с шириной стакана фундамента 2,1м, с подвалом.
2.3.1.Строим эпюру напряжений от собственного веса грунта.
γ = ρ× q γs = ρs× q γw = ρw× q = 10 кН/м³ q = 9,81м/с² ≈ 10 м/с²
1 слой растительный: ρ1 = 1,6(г/см³)
γ1 = ρ1×q = 1,6×10 = 16 (кН/м³)
2 слой : супесь пластичная
γ2 = ρ2×q = 1, 9×10 = 19 (кН/м³)
3 слой: суглинок тугопластичный
γ3 = ρ3×q = 2,07×10 = 20,7(кН/м³)
γ3sb= (γs3 – γw)/(1 + e)= (27,3-10)/(1 + 0,71) = 10,11(кН/м³)
γs3 = ρs× q = 2,73×10 = 27,3(кН/м³)
γw = ρw× q = 1×10 = 10(кН/м³)
4 слой: песок крупный, средней плотности, насыщенный водой
γ4sb = (γs4 – γw)/(1 + e)= (27-10)/(1 + 0,68) = 10,11(кН/м³)
γs4 = ρs× q = 2,7×10 = 27 (кН/м³)
γ = 18 ÷ 22(кН/м³) γsb = 9 ÷ 11(кН/м³)
В нашем случае вода находится в водоупоре.
По формуле (15):
σzg0 = 0(кПа)
σzg1 = γ1×h1 = 16×0,2 = 3,2(кПа)
σzg2 = σzg1 + γ2*h2 = 3,2+ 19×1,5 = 31,7(кПа)
σzg3 = σzg2 + γ3*h3 = 31,7+ 20,7×1,5 = 62,75(кПа)
σzg4 = σzg3 + γ3*h4 = 62,75+ 20,7×4,2 = 149,69(кПа)
σzg4'= σzg4 - γw *h4 = 149,69+ 10×4,2 = 107,69(кПа)
σzg5 = σzg4'+ γ4sb*h5 = 107,69+ 10,11×7,8 = 186,55(кПа)
Вспомогательная эпюра.
σzg0 = 0(кПа)
σzg1 = 3,2×0,2 = 0,64(кПа)
σzg2 = 31,7×0,2 = 6,34(кПа)
σzg3 = 62,75×0,2 = 12,55(кПа)
σzg4 = 149,69×0,2 = 29,94(кПа)
σzg4'= 107,69×0,2 = 21,54(кПа)
σzg5 = 186,55×0,2 = 37,31(кПа)
2.3.2.Строим эпюру напряжений от фундамента под колонну, с подвалом.
Расчет произвели по формулам 14, 15, где p0 = p - szg,0 = 288– 13,55 = 274,45(кПа)
hi = 0,4×b=0,4×2,1=0,84(м) ; szg,0 = σzg1 + γ2×h1 = 3,2+10×0,35=13,55(кПа)
Данные занесли в таблицу 5.
Таблица 5
|
№ |
hi, м |
Zi, м |
ξ = 2zi/b |
a |
szp = ap0 |
|
1 |
0,84 |
0,84 |
0,8 |
0,8 |
219,56 |
|
2 |
0,84 |
1,68 |
1,6 |
0,449 |
123,23 |
|
3 |
0,84 |
2,52 |
2,4 |
0,257 |
70,53 |
|
4 |
0,84 |
3,36 |
3,2 |
0,160 |
43,9 |
|
5 |
0,49 |
3,85 |
3,66 |
0,130 |
35,68 |
|
6 |
0,35 |
4,2 |
4 |
0,108 |
29,64 |
|
7 |
0,84 |
5,04 |
4,8 |
0,077 |
21,13 |
|
8 |
0,84 |
5,88 |
5,6 |
0,058 |
15,92 |
|
9 |
0,84 |
6,72 |
6,4 |
0,045 |
12,35 |
|
10 |
0,84 |
7,56 |
7,2 |
0,036 |
9,88 |
|
11 |
0,84 |
8,4 |
8 |
0,029 |
7,95 |
|
12 |
0,84 |
9,24 |
8,8 |
0,024 |
6,58 |
|
13 |
0,84 |
10,08 |
9,6 |
0,020 |
5,49 |
|
14 |
0,84 |
10,92 |
10,4 |
0,017 |
4,67 |
|
15 |
0,84 |
11,76 |
11,2 |
0,015 |
4,11 |
Проверяем точку пересечения эпюр, она должна удовлетворять следующему неравенству:
σzр - 0,2σzg ≤ 10(кПа)
Нс = 4,6м ; ξ = 2zi/b=2×4,6/2,1=4,38;a= 0,089; zр7 = 274,45×0,089=24,42(кПа)
σzg4'' = σzg4'+ γ4sb×а = 107,69 + 10,11 * 0,8 = 115,78
0,2σzg4'' = 0,2 * 115,78= 23,16
σzр - 0,2σzg = 24,42– 23,16= 1,26
1,26< 10(кПа)
2.3.3.Определение осадки.
Значения осадки приведены в таблице 6.
Таблица 6
|
№ |
hi, м |
Еi |
|
|
|
|
|
|
1 |
0,84 |
16000 |
274,45 |
219,56 |
247,01 |
0,0129 |
|
|
2 |
0,84 |
16000 |
219,56 |
123,23 |
171,39 |
0,0089 |
|
|
3 |
0,84 |
16000 |
123,23 |
70,53 |
96.88 |
0,0051 |
|
|
4 |
0,84 |
16000 |
70,53 |
43,9 |
57,21 |
0,003 |
|
|
5 |
0,49 |
16000 |
43,9 |
35,68 |
39,79 |
0,0018 |
|
|
6 |
0,35 |
30000 |
35,68 |
29,64 |
32,66 |
0,00038 |
|
|
7 |
0,4 |
30000 |
29,64 |
24,42 |
27,03 |
0,00036 |
|
Σ=0,0324
=
+
/2
S = 0,8 × 0,0324= 0,0259(м) = 2,59(см)
Su = 8(см)
S (2,59см) < Su (8см)
Осадка не превышает допустимые 8см.
2.4. Конструирование фундаментов.
В заключение по данным всех вышележащих расчетов:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
