Проектирование фундамента неглубокого заложения Выбор глубины заложения фундамента

Расчетная глубина сезонного промерзания

Учитывая, что высота фундамента должна быть кратна 0,3м - d=2,4м.

Тогда глубина заложения фундамента – 2,55м.

Определение предварительных размеров фундамента и расчетного сопротивления

Площадь подошвы фундамента:

где γ_ср=20кН/м³-усредненный удельный вес фундамента и грунта на его обрезах.

Принимаем b=3,0м - ширина фундамента;l=3,9м - длина фундамента.

l/b=1,3м<1,65м А=11,7см².

Расчетное сопротивление:

где γ_c1 и γ_с2– коэффициент условий работы;γ_c1=1,25; γ_с2=1,0;

k– коэффициент, принятый 1,1 если приняты табличные значения;

М_γ,M_g,M_c– коэффициенты, принимаемые по табл.4 СниП 2.02.01-83*;

М_γ=0,72;M_g=3,87;M_c=6,45;

k_z– коэффициент, принимаемый равным 1 приb<10м;

b– ширина подошвы фундаментаb=3,0м;

γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³; γ_II=16,6кН/м³;

- то же, залегающих выше подошвы;кН/м³;

c_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундаментаc_II=13кПа;

d=2,55м - глубина заложения фундамента.

Так как расчетное сопротивление 322,2кПа больше R₀=200кПа больше чем на 20%, определяем площадь подошвы во втором приближении.

Принимаем b= 2,4м и уточним:

При этом значении Rплощадь подошвы требуется:

Принимаем размеры подошвы фундамента b= 2,4м,= 3,0м с А=7,2м², .

Приведение нагрузок к подошве фундамента

Iкомбинация:

IIкомбинация:

Определение давлений под подошвой фундамента

Основными критериями расчета основания фундамента неглубокого заложения по деформациям являются условия:

где

Iкомбинация:

выполняется;

выполняется;

выполняется.

IIкомбинация:

выполняется;

выполняется;

выполняется.

Условия выполняются.

Размеры фундамента 2,4×3,0м.

Расчет осадки фундамента и проверка условия по деформациям

Расчет основания по деформациям заключается в проверке условия S≤S_u.

Расчет осадок производится методом послойного суммирования при расчетной схеме основания в виде линейно – деформированного полупространства.

Метод послойного суммирования:

1. Разделение на слои ,.

2. Определение природного давления

;

,

Таблица 2 – Природное давление

№ слоя	1	2	3	4	5	6	7	8	9
,кН/м^2	51,46	63,08	74,7	86,32	97,94	109,56	121,18	132,8	150,85

3. Дополнительное давление под подошвой фундамента ,

I. Комбинация:

II. Комбинация:

4. Определение дополнительного давления на границе слоев:

;

.

5. Осадка каждого слоя:

S_i ;

E_i– модуль деформации i-ого слоя;

 – коэффициент, принимаемый равным 0,8.

_zp.cp.i

Таблица 3 – Расчет осадки фундамента

Для 9-ого слоя: 20,97<– условие выполняется, следовательно, это условная граница сжимаемой толщи ВС.

6. Суммарная осадка:

S_i<S_u;

где S_u= 15 см – предельная осадка фундамента для промышленного одноэтажного здания;S_i = 4,18 см – ожидаемая осадка фундамента.

4,18 см ≤ 15 см – условие выполняется.

Конструирование и расчет железобетонного фундамента

Размеры фундамента: b=2,4м;l=3,0м,d=2,55м

Размер колонны: 500×800мм

Принимаем сечение подколонника :

Глубина стакана, учитывая отметку верха фундамента -0.150, принимаем dр=1,0+0,05-0,15=0,9м.

Размеры стакана понизу принимаем: b_р=500+2·50=600мм,l_р=800+2·50=900; поверху: 650 и 950 соответственно.

Высота фундамента h=2,4м.

Назначаем количество и размеры ступеней.

В направлении стороны l, суммарный вылет ступеней будет составлять (l-l_f)/2=(3,0-1,5)/2=0,75м. Принимаем высоту ступеней 300мм (2 ступени) с вылетом 300 и 450мм.

В направлении стороны bсуммарный вылет ступеней составит (2,4-1,2)/2=0,6м. Принимаем 2 ступени высотой 300мм и вылетом ступени 300мм.

Проверка на продавливание осуществляется как для высокого фундамента, т.к.h_cf-d_p=1,8-0,9=0,9>0,5·(l_cf-l_c)=0,5·(1,5-0,8)=0,35

Высокий фундамент рассчитывается на продавливание плитной части подколонником; этим расчетом проверяется принятая высота ступеней фундамента.

, где силаF- сила продавливания по одной, наиболее нагруженной грани фундамента, определяемая по формуле:

h_op - рабочая высота плитной части.

р_max=316,4кН/м²

b_m=h_ор+b_cfприb-b_cf=2,4-1,2=1,2>2·h_op=1,1b_m=0,55+1,2=1,75м

151,08кН ≤ 1,75·0,55·660=635,25кН

Условие выполняется.

Рассчитаем арматуру плитной части фундамента.

Результаты расчета сведем в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчет арматуры плитной части

Сечения	Вылет сi, м			М, кН·м	αm	Ξ	hоi	Аs, см^2
1-1	0,45	67,5	1,09	73,6	0,065	0,966	0,25	8,35
2-2	0,75	187,5	1,08	202,5	0,050	0,975	0,55	10,35
3-3	1,1	403,3	1,08	435,6	0,009	0,995	2,35	5,1
1^/-1^/	0,3	37,5	1	37,5	0,027	0,986	0,25	4,16
2^/-2^/	0,6	150	1	150	0,029	0,985	0,55	7,59
3^/-3^/	0,95	376	1	376	0,005	0,995	2,35	4,4

Здесь в таблице вертикальная нагрузка принята без учета веса фундамента N=N_max+N_ст=1850+150=2000кН, момент приведен к подошве

M=90+30·2,4-150·0,45=94,5кНм;.

Конструируем сетку С-1. Шаг арматуры в обоих направлениях 200мм, т.е. сетка С-1 имеет в направлении l(по длине) 12 стержней, в направленииb(по ширине) – 15 стержней. Диаметр арматуры в направленииlпринимаем по сортаменту – 12мм (для 12 Ø12A-III-A_s=13,57см²≥10,35см²) в направленииb- 10мм (для 15 Ø10A-III-A_s=11,78см²≥7,59см²).

Длины стержней принимаем, соответственно, 2950мм и 2350мм.

С-1 С-2

Подколонник армируем двумя сетками С-2, принимая рабочую (продольную арматуру) конструктивно Ø12 A-IIIс шагом 200мм, поперечную Ø6A-Iс шагом 600мм, причем предусматривая ее только на участке от дна стакана до подошвы. Длина рабочих стержней 2350мм, количество в сетке - 6. Длина поперечной арматуры – 1150мм, количество в сетке - 3.

Сетки стакана армируем сетками С-3, диаметр арматуры Ø8 A-I. Длина –1150 и 1450мм.

Сетки С-3 устанавливаем следующим образом: защитный слой у верхней сетки 50мм, расстояние между верхней и второй сеткой 50мм, расстояние между следующими сетками, соответственно 100, 100, 200 и 200мм.

С-3

Для опирания фундаментных балок на фундаментах предусматриваем столбчатые набетонки, которые выполняют на готовом фундаменте. Крепление набетонок к фундаменту осуществляется за счет сцепления бетона с поверхностью фундамента.

Отметка верха набетонки принимаем -0.350м, учитывая отметку верха фундаментной балки -0.030м, высоту фундаментой балки 300мм и толщину выравнивающего слоя 20мм. Размеры подбетонки в плане принимаем 300х300мм. Типоразмер фундаментной балки выбираем по ГОСТ 28737-90 в зависимости от ширины подколонника b_cf=1200мм и толщины стеныt=510мм.

Фундаментная балка 4БФ48 по серии 1.415.1-2.