Фундаменты промышленного здания (стр. 4 из 8)

Для определения осадок промышленных зданий (ширина подошвы фундамента менее 10 м) действующие нормы рекомендуют использовать метод послойного суммирования СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.

Расчет осадок фундаментов необходимо производить на основные сочетания расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки n=1 (Nmax, М).

Наносим на геологический профиль контуры фундамента.

Рис. 5. Схема к определению размеров осадки фундамента

Разделяем в первом приближении сжимаемую толщу основания на элементарные слои, толщиной h_i = (0,2 – 0,4)∙b = 0,3∙2,4 = 0,72 м. При этом мощность элементарных слоев может быть различной, и назначается таким образом, чтобы границы раздела пластов совпадала с границей раздела элементарных слоев.

Определим напряжение от собственного веса грунта p_zq_,_o и дополнительное напряжение p_o в уровне подошвы фундамента.

кПа

Вычисляем дополнительное напряжение p_zp на границах выделенных слоев:

где α – коэффициент, учитывающий изменение по глубине основания дополнительного напряжения p_zq и принимаемый в зависимости от относительной глубины и отношения сторон фундамента.

Результаты расчета сводим в табл.4

Для определения нижней границы сжимаемой толщи основания фундамента вычисляем напряжение от собственного веса грунта p_zq на границах пластов грунта и выделенных слоев h_i. При этом для суглинков, залегающей ниже уровня грунтовых вод, удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды.

Таблица 4

№	z, м	h_b, м	2z/b	α	p_zp, кПа	γ, кН/м²	p_zq, кПа	0.2p_zq, кПа	P^ср_zp, кПа	Е, МПа	S, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0	0		0,00	1,00	173.42	17,00	28,90	5,78
1	0,8	0,8	0,67	0,92	159.56	17,00	42,50	8,50	247,80	13000	0,012
2	1,6	0,8	1,33	0,69	119.66	17,00	69,70	13,94	207,04	13000	0,010
3	2,4	0,8	2,00	0,42	72.84	17,00	110,50	22,10	142,34	13000	0,007
4	2,8	0,4	2,33	0,33	57.23	19,40	164,82	32,96	96,14	10900	0,003
5	3,7	0,9	3,08	0,24	41.62	19,40	236,60	47,32	73,63	10900	0,005
6	4,6	0,9	3,83	0,16	27.75	19,40	325,84	65,17	51,37	10900	0,003
Итого с коэффициентом β = 0,8 :											0,040

Проверяем условие

- где S_u – предельно допустимая осадка для данного сооружения.

Принимаем S_u = 8 см.

Размеры подошвы фундамента достаточны для передачи на грунт давления от сооружения.

4.1.5. Конструирование фундамента и расчет на прочность

Расчет тела фундамента по первой группе предельных состояний производим на основное сочетание и особое сочетание нагрузок. При расчете фундаментов по прочности (по первой группе предельных состояний) расчетные усилия принимаем с коэффициентом надежности по нагрузке – по указаниям действующих СНиП [7, 8], а при расчете на раскрытие трещин – с коэффициентом нагрузки, равным единице.

4.1.5.1. Назначение предварительных геометрических размеров фундамента.

Размеры подколонника l_uc=1.8м l_ub=1.2м согласно табл. 4.24 [3].

Высота ступеней плитной части h_i = 0,3 м.

Площадь подошвы фундамента

Момент сопротивления в направлении большего размера:

Рабочая высота плитной части

Глубина стакана

Рис. 8. Размеры проектируемого фундамента.

4.1.5.2. Расчет фундамента мелкого заложения на продавливание.

Расстояние от верха плитной части до низа колонны 0,45 м,

следовательно, проверку на продавливание плитной части производим от низа подколонника.

Максимальное краевое давление на грунт:

- сочетание

Принимаем наибольшее значение

Проверку на продавливание производим (при разном числе ступеней плитной части) в двух направлениях:

Продавливающая сила

Тогда

Задаемся маркой бетона

В15 с R_bt = 0,75 МПа. С учетом γ_b₂ =0,9 и γ_b₄ =0,85

R_bt = 0,75∙0,9∙0,85=0,574 МПа.

По формуле

Тогда

Принятый фундамент удовлетворяет условию прочности на продавливание. Принимаем двухступенчатый фундамент с высотой плитной части 0,6 м. Проверим прочность нижней ступени при заданном ее выносе 450 мм и h₀₁=0,25 м:

Несущая способность ступени

Размеры лежащих выше ступеней назначаем пересечением линии АВ с линиями, ограничивающими высоту ступеней.

4.1.5.3. Определение площади сечений арматуры плитной части.

Определение площади сечений арматуры плитной части фундамента проводим на примере нижней арматуры (направленной вдоль большей стороны подошвы фундамента) класса А-II.

Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем без учета веса фундамента:

Определим давление на грунт в расчетных сечениях:

Аналогично получаем:

Изгибающие моменты:

По конструктивным требованиям принимаем арматуру класса А-II 16ø10 с шагом 200мм., Rs = 280 МПа(A_s=1809,6 мм²)

4.2 Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну среднего ряда.

4.1.6. Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундаментов d должна назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной части здания (наличия подвалов, технического подполья, подземных коммуникаций и др.), инженерно-геологических условий строительной площадки, величины и характера нагрузок на основание, а также возможного пучения грунтов при промерзании и других факторов. Глубина заложения d исчисляется от поверхности планировки основания, а в некоторых случаях (для зданий с подвалом) от поверхности пола подвала или подполья.

В пучинистых грунтах для наружных и внутренних стен глубина заложения d обычно назначается не менее расчетной глубины промерзания df. К пучинистым грунтам относятся мелкие и пылеватые пески, супеси независимо от показателя текучести, а также суглинки и глины с показателем текучести Il≥0,25.

К непучинистым грунтам относятся крупнообломочные грунты с заполнителем (песок, гравий и д.р.) до 10%, пески гравелистые, крупные и средней крупности; пески мелкие и пылеватые при Sr≤0,6, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15% по массе частиц мельче 0,05 мм. Глубина заложения фундаментов в таких грунтах не зависит от глубины промерзания в любых условиях. Минимальная глубина заложения d при этом приминается обычно не менее 0,5 м от спланированной поверхности.

Грунт, ИГЭ1-песок мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения, площадки строительства относится к непучинистым при промерзании, т.к. S_r = 0,43 < 0,6. Руководствуясь картой, приведенной на рис. 5.15 [3], определяем нормативную глубину сезонного промерзания d_fn для г. Иркутск d_fn = 2,2 м, тогда расчетная глубина промерзания составит (рис. 2).