Проектирование фундамента на естественном основании
Выбор глубины заложения фундамента
а) Инженерно-геологические условия: слабые грунты прорезаются, фундаменты опираются на хороший грунт с заглублением в него на 0.1…0.5 м. Исходя из этого условия принимаем глубину заложения d=1.0+1.9+0.5=3.4 м
б) Конструктивные условия подземной части проектируемого здания: конструктивных особенностей не имеется.
в) Нормативная глубина промерзания грунтов в Санкт-Петербурге: d=1.5 м
Из трех полученных глубин заложения фундамента принимаю наибольшую, т.е. d=3.5 м
Предварительное назначение ширины подошвы фундамента
Для расчёта принимаем наиболее загруженный фундамент – фундамент под железный каркас (на схеме – фундамент № 3).
Нагрузки по обрезу:
F˚vII =2670 кН;
˚II =63 кНм;
F˚hII =25 кН.
,где
и
–
коэффициенты условий работы, принимаемые
по табл. 3 СНиП 2.02.01-83 (
= 1,0;
=
1,0
=
1,0 — т.к. IL
> 0,5);k – коэффициент, зависящий от способа получения прочностных характеристик грунта j и С k=1,0
Mg, Mq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83
(Mg = 0,61; Mq = 3,44; Mc = 6,04);
– осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих
выше подошвы фундамента:
кН/м3
– то
же для грунтов, залегающих ниже подошвы
фундамента, кН/м3;
кН/м3
—
глубина
заложения фундамента – приведенная
от условного верха подвала
-
расстояние по вертикали от подошвы
фундамента до низа конструкции подвала
(
=1м);
-
толщина конструкции пола подвала
(
=0,1м);
-
средний удельный вес конструкции пола
подвала (
=18
).
м
- глубина подвала
- расстояние от уровня планировки до
пола подвала, м (для сооружений с подвалом
шириной B £
20 м и глубиной свыше 2 м принимается
= 2 м, при ширине подвала B >
20 м -
= 0).
- коэффициент,
принимаемый равным
(при b < 10 м - =1, при b ³ 10 м - =
/b+0,2 (здесь
=8 м)
=1;
– расчетное
значение удельного сцепления грунта,
залегающего непосредственно под
подошвой фундамента, кПа
=0 кПа;L - длина фундамента: L = 1,0 м.;
кПаОпределяем требуемую площадь подошвы:
кН/м3 - средний
удельный вес массива объемом
с учетом подвала
м2 Учитывая размеры колонны (0.8*0.4 м) принимаем (м):
м2
Подколонник сечением 1.6*1.6=2.56м, глубина стакана 0.9м.
Расчетное
сопротивление при
м
кПа
Проверяем напряжения по подошве:
м3
Вес фундамента:
кН
м3
Вес грунта на консоли подушки:
кН
Вертикальная
нагрузка:
кН
Среднее давление
по подошве:
кПа
Грунт создает
момент:
кНм
Полная нагрузка:
кН
кНм
Проверяем краевые
напряжения:
м
кПа;
;
.
6.3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования
Характеристики
грунтов: удельный вес глины
=18,1
кН/м3, Е=7,4 МПа; для супеси
=20,5
кН/м3, Е=18 МПа; для суглинка
=19.0
кН/м3, Е=12 МПа.
Размеры подошвы фундамента – 4.2*2,7 м, давление по подошве фундамента Р=276 кПа.
Давление от собственного веса на уровне подошвы фундамента:
кПа
Разбиваем толщу
грунта ниже подошвы фундамента на
элементарные слои высотой:
м
Для вертикали,
проходящей через середину (центр тяжести)
подошвы фундамента, находим давление
от собственного веса грунта
и дополнительные (уплотняющие) давления:
Для z=1.1
м
кПа
Для z=1.5м
кПа
Расчетные значения
и
Грунт |
Номер точки |
Z, м |
σzg, кПа |
ξ=2Z/b |
α |
σzp, кПа |
σzpi, кПа |
0,2σzp, кПа |
Глина |
1 |
0.00 |
62,4 |
0 |
1 |
165,6 |
0 |
12,48 |
|
2 |
1,1 |
82,31 |
0.67 |
0.898 |
148,71 |
157,15 |
16,46 |
|
3 |
1,6 |
91,36 |
0,97 |
0.748 |
123,87 |
136,29 |
18,27 |
|
4 |
2,2 |
113,91 |
1,33 |
0.528 |
87,44 |
105,65 |
22,78 |
|
5 |
3,3 |
136,46 |
2.00 |
0.414 |
68,56 |
78,00 |
27,29 |
|
6 |
4,4 |
159,01 |
2,67 |
0.283 |
46,86 |
57,71 |
31,8 |
|
7 |
4,6 |
163,11 |
2,79 |
0.260 |
43,06 |
44,96 |
32,6 |
|
8 |
5,5 |
184,01 |
3,33 |
0,199 |
32,95 |
38,01 |
36,84 |
|
9 |
6,6 |
204,91 |
4,00 |
0,145 |
24,01 |
28,48 |
40,98 |
Дополнительные
(уплотняющие) давления вычисляем по
формуле:
,
где
кПа
В точке 2, т.е. на отметке подошвы фундамента, при z=0
α=0.898 (по СНиП
2.02.01-83 Прил.2)
кПа
Осадка фундамента:
см
По Прил.4 СНиП «Основания зданий и сооружений» максимальная осадка 10см.