Определение размеров подошвы фундамента

В первом приближении площадь подошвы фундамента (А) определяют по конструктивным соображениям и вычисляют по формуле:

где сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний, кН;

— расчетное значение сопротивления грунта сжатию, кПа;

кПа (из таблицы 1);

— среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м³;

глубина заложения фундамента, м.

Значение определяют как сумму наибольшей вертикальной нагрузки N_IImax из всех заданных сочетаний нагрузок от колонны для расчетов по II группе предельных состояний и дополнительных нагрузок в обрезе фундамента в виде, например, веса фундаментной балки, веса стены и т. д.

максимальное значение нагрузок из задания.

— вес стены, кН;

— высота здания (), м;

— толщина стены (), м;

— шаг колонн (=6), м;

— удельный вес материала стены (керамзитбетона), ;

— коэффициент проемности (0,75);

— коэффициент надежности по назначению (=0,9).

Вес стены:

Итак, сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний:

Площадь подошвы фундамента:

Поскольку шаг колонн 6 м, то максимально возможная ширина фундамента стаканного типа не может превышать 3 м. Поэтому можно задать произвольно величину в диапазоне значений от 0,9 м до 2,7 м.

Принимаем возможные размеры подошвы фундамента:

Расчетное сопротивление грунта основания сжатию для бесподвальных зданий определяем по формуле:

где — коэффициенты условий работы приведены в табл 5.1 МУ (СНиП 2.02.0I-83*, табл.3);

— коэффициент, принимаемый: если свойства грунта () определены экспериментально; если они приняты по таблицам СНиП;

— коэффициенты_, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.0l-83 в зависимости от угла внутреннего трения.

— коэффициент, принимаемый равным: при.

ширина подошвы фундамента, м;

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды),;

то же, залегающих выше подошвы;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ;

глубина заложения фундамента, м.

Для заданного промышленного сооружения выбираем следующие параметры:

из табл.5.1 МУ для грунтов крупнообломочных с песчаным заполнителем и песчаных, кроме мелких и пылеватых;

для зданий с гибкой конструктивной схемой;

так как свойства грунта () приняты по таблицам СНиП;

из табл.5.2 МУ при величине угла внутреннего трения (из табл.1.2 — свойства грунтов).

ниже подошвы фундамента расположены грунты песок и суглинок;

так как выше подошвы фундамента находится только слой песка;

из табл.1.2. — свойства грунтов.

Расчетное сопротивление грунта основания сжатию для бесподвальных зданий:

Первой проверкой найденных размеров подошвы является установление формы эпюры давлений в подошве фундамента (контактных давлений) и сравнение ее с допустимой.

Форма эпюры контактных давлений обусловлена значениями эксцентриситетов, и проверка сводится к выполнению условия:

(i=1, 2, …n).

где расчетное значение относительных эксцентриситетов для каждого i-го сочетания нагрузок при расчетах по II группе предельных состояний;

число сочетаний нагрузок при расчетах по II группе предельных состояний;

предельный эксцентриситет для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад; Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки в подошве фундамента для каждого сочетания определяется по формуле:

длинная сторона подошвы фундамента,.

эксцентриситет вертикальной нагрузки.

где — сумма всех вертикальных сил приложенных к подошве фундамента, определяемая по формуле:

ориентировочный вес фундамента, грунта на его уступах и подготовки под полы, определяемый по формуле:

+264,384.

сумма всех моментов, относительно выбранных координатных осей в подошве фундамента.

где — максимальное сочетание моментов из табл.1.1 МУ — исходные данные для проектирования;

максимальное сочетание горизонтальных нагрузок из табл.1.1 МУ — исходные данные для проектирования;

длина стены, равная 1 м;

толщина стены, м.

Итак, эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки и относительный эксцентриситет в подошве фундамента равен:

Относительный эксцентриситет удовлетворяет условию:

(.

В соответствии со СНиП 2.02.01−83* среднее давление под подошвой фундамента (), не должно превышать расчетное сопротивление грунта (), краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента () не должно превышать .

При действии момента только в одной плоскости должны выполняться два условия:

Давления под подошвой определяют по формулам:

cреднее максимальное краевое давление.

Размеры подошвы фундамента считаются подобранными удачно, если хотя бы в одном из условий отклонения составляют: перенапряжение не более 5%, недонапряжение — до 10%.

В связи с тем, что давление под подошвой фундамента почти вдвое меньше несущей способности грунтов, необходимо откорректировать размеры фундамента в меньшую сторону.

Вторая проверка Принимаем возможные размеры подошвы фундамента:

Расчетное сопротивление грунта основания сжатию для бесподвальных зданий:

Ориентировочный вес фундамента определяется по формуле:

+264,384.

Итак, эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки и относительный эксцентриситет в подошве фундамента равен:

Относительный эксцентриситет удовлетворяет условию:

(.

Давления под подошвой определяют по формулам:

cреднее максимальное краевое давление.

В связи с тем, что краевое давление поп подошве фундамента не соответствует допустимым значениям, вынужден увеличить длину фундамента на 0,3.

Третья проверка Принимаем возможные размеры подошвы фундамента:

Расчетное сопротивление грунта основания сжатию для бесподвальных зданий:

Ориентировочный вес фундамента определяется по формуле:

+264,384.

Итак, эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки и относительный эксцентриситет в подошве фундамента равен:

Относительный эксцентриситет удовлетворяет условию:

(.

Давления под подошвой определяют по формулам:

cреднее максимальное краевое давление.

357,49.

Перенапряжение по подошве фундамента составляет, поэтому принятые размеры фундамента считаем корректно назначенными.

Дальнейшие расчеты по проектированию фундамента будут вестись по размерам: