1.3. Проверка напряжений под подошвой фундамента
Размеры подошвы фундамента должны быть подобраны таким образом, чтобы давления по подошве фундамента от внешней нагрузки не превышало допустимых значений, а именно:
;
;
.
Для фундамента, необходимо всю нагрузку собрать на подошву фундамента, чтобы произвести проверку напряжений по подошве:
- нагрузка на обрез фундамента:
NII = 1021.52 кН, МII = 51.08 кН*м
- вес фундамента (Nф):
Nф = Vф*γв = 13,96 м2*25 кН/м3 = 349 кН,
- вес грунта обратной засыпки (Nгр) – обратная засыпка выполняется песком с удельным весом γII = 18 кН/м3 и углом внутреннего трения φII = 30
Nгр = (Vгр - Vф)* γII = 5.15*18 = 92,7 кН
Среднее давление по подошве фундамента Рср, определяется по формуле:
Рmax, Рmin определяется по формуле:
,
,
здесь
- эксцентриситет приложения нагрузки;
А – площадь подошвы запроектированного фундамента, м2.
;
условие выполняется
;
условие выполняется
условие выполняется
1.4. Расчет осадки фундамента
Для основания сложенного нескальными грунтами расчет по деформациям является необходимым. Расчет сводится к определению абсолютной осадки отдельного фундамента. Полученные величины в результате расчета сравнивают с предельно допустимыми, приведенными в СНиП 2.02.01-83*:
где S - деформация фундамента по расчету;
Su - предельное значение деформации, определяемое по прилож. 4 СНиП 2.02.01-83*.
Значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого элементарного слоя определяются по формуле:
,
где γi – удельный вес i-го слоя грунта, с учетом взвешивающего действия воды, кН/м3;
hi – толщина i-го слоя грунта, м.
Начальная ордината эпюры в уровне подошвы фундамента σzq0 определяется по формуле:
;
где σzq0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа
σzq0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;
P – среднее давление на грунт по подошве фундамента от нормативных нагрузок, кПа.
Значения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:
,
где αi – коэффициент рассеивания напряжений, принимаемый по таблице 9 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента n = l/b и относительной глубины, равной m = 2z/b.
Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где выполняется следующее условие при Е ≥ 5,0 МПа:
Если найденная граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5,0 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже сжимаемой толщи, то нижняя граница ее определяется из условия:
6. Определяется осадка (Si) каждого элементарного слоя, который попадает в сжимаемую толщу, по формуле:
,
где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;
σzpi – среднее значение дополнительного вертикального напряжение в i-том слое грунта, кПа;
hi и Ei - соответственно толщина (м) и модуль деформации (кПа) i-го слоя грунта.
Определяется расчетная величина осадки фундамента как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания:
где n – число элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи.
Все вычисления осадки выполняется в табличной форме и по полученным результатам строятся эпюры σzq и σzp.
Определение осадки фундамента на естественном основании
|
Номер элементарного слоя |
Глубина подошвы элементарного слоя от подошвы фундамента, zi (м) |
Толщина слоя, hi(м) |
Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды γ кН/м3 |
Природное давление σzq на глубине zi, кПа |
Коэффициент m= 2z/b |
Коэффициент αi |
Дополнительное давление σzр на глубине zi, кПа |
Среднее давление в слое
|
Модуль деформации каждого слоя Еi, кПа |
Осадка слоя, м | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 | |
|
1 |
0.7 |
0.7 |
10.68 |
70.79 |
1 |
0.727 |
316.31043 |
376 |
19800 |
0.00850 | |
|
2 |
1.4 |
0.7 |
10.68 |
77.57 |
2 |
0.414 |
180 |
248 |
19800 |
0.00562 | |
|
3 |
2.1 |
0.7 |
10.68 |
85.05 |
3 |
0.235 |
102 |
141 |
19800 |
0.00319 | |
|
4 |
2.8 |
0.7 |
10.68 |
92.53 |
4 |
0.145 |
63 |
83 |
19800 |
0.00187 | |
|
5 |
3.5 |
0.7 |
10.68 |
100.01 |
5 |
0.098 |
42.6 |
52.9 |
19800 |
0.00120 | |
|
6 |
4.2 |
0.7 |
10.68 |
107.49 |
6 |
0.070 |
30.5 |
36.5 |
19800 |
0.00083 | |
|
7 |
4.9 |
0.7 |
10.68 |
114.97 |
7 |
0.052 |
22.6 |
26.5 |
19800 |
0.00060 | |
|
8 |
5.6 |
0.7 |
10.68 |
122.45 |
8 |
0.040 |
17.4 |
20.0 |
19800 |
0.00045 | |
|
Суммарная осадка |
0.0223 | ||||||||||
,
кПаS=0,0233 ≤ Su = 0,08 м
Осадка не превышает допустимого значения
