Выбор возможных видов фундаментов и оснований. Расчет и конструирование принятых вариантов. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

4. Выбор возможных видов фундаментов и оснований.

В составе  курсового проекта в качестве возможных вариантов могут быть рассмотрены любые виды фундаментов и оснований. Однако необходимо иметь в виду следующее. Для обычных наиболее часто встречающихся зданий  (промышленные  здания  из  унифицированных сборных элементов,  типовые жилые и общественные здания) в неосложненных грунтовых условиях, в первую очередь должен быть  рассмотрен вопрос о возможности применения фундаментов мелкого заложения и фундаментов из забивных железобетонных свай.

Если грунты  основания представлены просадочными при их замачивании или очень слабыми водонасыщенными рыхлыми  песчаными или глинистыми грунтами, может встать вопрос об искусственном преобразовании таких грунтов  (уплотнение,  устройство  подушек, искусственное закрепление, химическое или термическое и т.п.).

При наличии в основании под слабыми грунтами прочных  мало деформируемых грунтов  всегда целесообразным является рассмотрение вопроса о применении любых видов свайных фундаментов (забивных, набивных,  свай-оболочек и т.п.). При отсутствии на небольших глубинах прочных грунтов  может  быть  рассмотрен  вопрос с применении фундаментов в виде сплошной железобетонной плиты, перекрестных лент и т.п.   Для крупных  сооружений  с  очень большими нагрузками или в случае необходимости расположения помещений на большой  глубине, ниже уровня грунтовых вод,  в слабых (водонасыщенных) грунтах, может оказаться целесообразным, а иногда и единственно возможным, применение опускных колодцев или конструкций "стена в грунте" и других.

В учебных  целях обязательным является рассмотрение как минимум двух вариантов фундаментов - мелкого заложения и свайных.

4.1. Расчет и конструирование принятых вариантов.

4.1.1. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения.

4.1.1.1.Определение нормативной и расчетной глубины промерзания грунта.

Нормативная глубина промерзания грунта в г.Бийске:

  D_fn=2.1м

Расчетная глубина промерзания грунта под фундаментом №1:

    d_f=d_fn*k_n; где

k_n=0,6 при t=16 ⁰C (в пром. Здании)

d_f=2.1*0.6=1.26м

Расчетная глубина промерзания грунта под ленточным фундаментом:

k_n=0.7 при t=19 ⁰C (в бытовых помещениях)

d_f=2.1*0.7=1.47м

4.1.1.2.Выбор глубины заложения фундаментов.

а) Фундамент №1.

I.Учет конструктивных требований.

По [1] выбираем двухветвивую колонну: (рис.1.)

Из учета конструктивных требований отметка глубины заложения –1,85м. (рис. 2.)

Отметка планировки:-0.150

II.Учет влияния морозного пучения.

Согласно тревований [2] глубина заложения фундамента №1 дожна быть не мение d_f=1.26

Итак выбираем глубину заложения ф1 –1,85 от уровня пола(0,000).

Подбетонка ненужна.

б) Фундамент №2.

I.Учет конструктивных требований.

По [1] выбираем колонны: (рис.3.)

Из учета конструктивных требований отметка глубины заложения –1,85м. (рис. 4.)

II.Учет влияния морозного пучения.

Промерзания грунта внутри отапливаемоего здания нет

Итак выбираем глубину заложения ф2 –1,85 от уровня пола(0,000).

Подбетонка ненужна.

в) Фундамент №3.

I.Учет конструктивных требований.

По [1] выбираем колонну: (рис.5.)

Из учета конструктивных требований отметка глубины заложения –1,4м. (рис. 6.)

II.Учет влияния морозного пучения.

Промерзания грунта внутри отапливаемоего здания нет

Итак выбираем глубину заложения ф3 –1,4 от уровня пола(0,000).

Подбетонка ненужна.

а) Ленточный Фундамент (сечение 4-4).

I.Учет конструктивных требований.

Из учета конструктивных требований отметка глубины заложения –1,64м. (рис. 7.)

Отметка планировки:-0.150

II.Учет влияния морозного пучения.

Согласно тревований [2] глубина заложения фундамента №1 дожна быть не мение d_f=1.47

Итак выбираем глубину заложения ленточного фундамента –1,64 от уровня пола (0,000).

Подбетонка ненужна.

4.1.1.3 Назначениеразмеров подошвы фундамента№1 по величине расчетного сопротивления грунта основания.

Расчетное сопротивление грунта основания R определяется по формуле из [2]:

R=((g_c1g_C2)/k)[M_gk_zbg₁₁+M_gd₁g^’₁₁+(M-1)d_bg₁₁^’+M_cc₁₁] ; где

g_c1 и g_C2 –коэфиценты условий работы принимаемые по т.3[2]:g_c1=1,1, g_C2=1,

M_gM_gM_c- коэффициенты принимаемые по т.4[2].

M_g=0,21; Mg=1,83; Mc=4,29;

K_z=1;

b- ширина подошвы фундамента (в первом приближении ширина подколонника) b=1.6м;

g₁₁, g₁₁^’-удельные веса грунтов под и над подошвой соответственно;

 g₁₁= g₁₁^’=16.65кН/м³;

c₁₁- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента;

c₁₁=33 кН/м³;

d₁=1.7м-глубина заложения фундамента от уровня планировки.

d_b=0-глубина подвала.

R=216.55 кПа.

Определение фактического давления под подошвой.

A=1.6 м² –площадь подошвы.

N₁₁=1080 кН – продольная сила от колонны.

Q₁₁=10,8 кН – поперечная сила от колонны.

M₁₁=86.4 кНм – изгибающий момент от колонны.

P_ст(11) – 113,4 – нагрузка от панелей.

V=2.72 –обьем фундамента;

G_ф=2,72*24=59,84 кН – вес фундамента;

d^’=1.7м – высота фундамента.

е=0,65м – эксцентриситет приложения нагрузки от панелей;

W_ф=0,4267м³- момент сопротивления площади подошвы фундамента;

M^’’_ф=178.47 изгибающий момент относительно ц.т. фундамента.

åN₁₁=1253.2 кН – сумарная величина действующих вертикальных нагрузок.

P_ср=åN₁₁/А=783,28кПа –среднее давление.

P_ср>R – проверка не выполняется Þ следует увеличить подошву фундамента.

Увеличим подошву фундамента b=2.7м ,L=2.7м.

Расчетное сопротивление грунта основания :

R=((g_c1g_C2)/k)[M_gk_zbg₁₁+M_gd₁g^’₁₁+(M-1)d_bg₁₁^’+M_cc₁₁]=228.12 кПа

Определение фактического давления под подошвой.

A=7.29 м² –площадь подошвы.

N₁₁=1080 кН – продольная сила от колонны.

Q₁₁=10,8 кН – поперечная сила от колонны.

M₁₁=86.4 кНм – изгибающий момент от колонны.

P_ст(11) – 113,4 – нагрузка от панелей.

V=12.393 м³ –обьем условного фундамента;

G_ф=12.393*22=272.65 кН – вес условного фундамента;

d^’=1.7м – высота фундамента.

е=0,65м – эксцентриситет приложения нагрузки от панелей;

W_ф=3.2805 м³- момент сопротивления площади подошвы фундамента;

M^’’_ф=178.47 изгибающий момент относительно ц.т. фундамента.

åN₁₁=1466 кН – сумарная величина действующих вертикальных нагрузок