3 Расчет и конструирование фундаментов по выбранным вариантам

3.1 Расчёт фундаментов мелкого заложения

3.1.1 Определение глубины заложения фундаментов.

Здание имеет подвал глубиной 3м, следовательно, в любом случае подошва фундамента будет ниже глубины промерзания, т.к. для г. Хотимск по карте нормативных глубин сезонного промерзания d_fn=1,14 м, для твердой глины d_fnx0,9=1,14х0,9=1,03 м. Назначаем глубину заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания.

Для сечения 4 – 4, часть здания с подвалом, принимаем глубину заложения. Планировочная отметка DL= 293,0 м, тогда получаем отметку чистого пола 293,9 м, отметка пола подвала 293,9–3,0=290,9 м, отметка подошвы фундамента 290,9–0,2–0,9=289,8 м.Таким образом d=293,0–289,8=3,2 м.

Рисунок 3.1– Для определения глубины заложения в сечении 4–4

3.2 Определение размеров фундаментов мелкого заложения

3.2.1 Определение размеров ленточного фундамента

Расчетные значения нагрузок F_V = 230 кН.

Краевые давления под подошвой внецентренно нагруженного фундамента:

(15)

площадь подошвы А=b×1п.м.

Р_max£1,2R.

,

d_b=2, Так как L/H=54/12,6=4,3, то по таблице 16[1] g_С1=1.1,25, g_С2=1, g_II=20,29 кН/м³,

g^’_II= 14,7кН/м³ при j_II=69,3^о, М_g=0,51, М_q=3,06, М_С=5,66.

Задаваясь значением ширины подошвы фундамента b, определяем давление под подошвой Р_max и расчетное сопротивление грунта R. Расчетные значения сведем в таблицу 3,1.

.

Таблица 3 - Сводная таблица определения b

b,м	0	0,5	1	1,5	2	2,5
Рmax,кПа	64	460	294	217,33	179	156
R,кПа	575,88	581,76	587,64	593,52	599,4	605,28
1.2R,кПа	691,06	698,11	705,17	712,22	719,28	726,34

Рисунок 3.2- График для определения ширины b фундамента

Т.к. нет точки пересечения двух графиков Р_max=f(b) и 1,2R=f(b), то принимаем минимальное значение ширины подошвы фундамента – 1,0м. Выбираем фундаментную плиту ФЛ 10,24 (ГОСТ 13580-85) и G_Ф=13,8 кН и стеновые блоки шириной 0,5м – ФБС 24.5.6-Т (ГОСТ 13579-78) с G_бл=16,3 кН .

Рисунок 3.3 – Расчетная схема фундамента

Значение удельного веса обратной засыпки принято равным , где коэффициент 0,95 выражает соотношение между удельными весами грунтов нагруженной и ненагруженной структуры [8].

Нагрузка от перекрытия Р₁=30кН, .

Собственный вес фундамента составит

Характеристики грунта засыпки за пазухи фундамента примем:

Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q=10кН/м². Эту распределенную нагрузку заменим фиктивным слоем грунта h_пр:

Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле

(16)

;

Вычислим плечо равнодействующей активного давления относительно подошвы фундамента

Найдем вес грунта на уступе фундамента

.

Определим плечо силы G_гр

.

Среднее давление подошвы фундамента

.

Вычисляем момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

М=М_0II+E_a×e_a+P₁×e₁+F_h∙d-G_гр×e₂ = 0 + 37,43×1,2 + 30×0,18 + 10,15∙0,375 + 0∙3,2 - 21,85×0,525 = 46,81 кН×м.

(15)

площадь подошвы А=b×1п.м.

Задаваясь значением ширины подошвы фундамента b, определяем давление под подошвой Р_max и расчетное сопротивление грунта R. Расчетные значения сведем в таблицу 3,1.

.

Таблица 4 - Сводная таблица определения b

b,м	0	0,5	1	1,5	2	2,5
Рmax,кПа	64	1085,72	574,86	404,57	319,43	268,34
R,кПа	575,88	581,76	587,64	593,52	599,4	605,28
1.2R,кПа	691,06	698,11	705,17	712,22	719,28	726,34

Рисунок 3.4- График для определения ширины b фундамента

По рисунку 3,4 определяем необходимую ширину подошвы фундамента b в точке пересечения графиков Р_max=f(b) и 1,2R=f(b) – b=1,0м.

Момент сопротивления подошвы фундамента

Краевые давления будут равны:

;

P_max=562,39кПа;

P_min=11,69 кПа.

Определим расчетное сопротивление R при b=1 м:

R=11,76∙1+575,88=587,64 кПа;

P_max=562,39 кПа<1,2R=1,2×587,64=705,168кПа;

P_min=11,69 кПа>0.

Следовательно, размеры подошвы фундамента подобраны правильно, принимаем фундаментную плиту b=1,0 м.