Фундаменты промышленного здания (стр. 6 из 8)

Рис. 7. 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∙2,7 = 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.5

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 5

№	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	208.52	17,00	28,90	5,78
1	0,8	0,8	0,59	0,91	189.75	17,00	42,50	8,50	289,27	13000	0,014
2	1,6	0,8	1,19	0,67	139.71	17,00	69,70	13,94	239,29	13000	0,012
3	2,4	0,8	1,78	0,48	100.09	17,00	110,50	22,10	174,17	13000	0,009
4	2,8	0,4	2,07	0,39	81.32	19,40	164,82	32,96	131,76	10900	0,004
5	3,7	0,9	2,74	0,25	52.13	19,40	236,60	47,32	96,93	10900	0,006
6	4,6	0,9	3,41	0,18	37.53	19,40	325,84	65,17	65,12	10900	0,004
Итого с коэффициентом β = 0,8 :											0,049

Проверяем условие

- где S_u – предельно допустимая осадка для данного сооружения.

Принимаем

S_u = 5 см.

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

4.1.10. 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.

4.1.10.1. 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.

4.1.10.2. 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∙0,55=0,574 МПа.

По формуле

Тогда

Принятый фундамент удовлетворяет условию прочности на продавливание.

Принимаем трехступенчатый фундамент с высотой плитной части 0,9 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.

4.1.10.3. 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. Определение неравномерности деформаций основания фундаментов

Значение осадки для фундамент под колонну крайнего ряда получился

равен S1 = 0,04м. Осадка для фундамента под колонну среднего

ряда S2 = 0,049м.

4.3. Расчет и конструирование свайных фундаментов под колонну крайнего ряда

4.3.1. Выбор глубины заложения ростверка

Глубина заложения подошвы ростверка должна назначаться в зависимости от конструктивных особенностей здания, а так же в зависимости от грунтовых условий площадки строительства.

Глубина заложения ростверков принимаем равной глубине фундамента мелкого заложения.

Таким образом, глубина заложения ростверка равна: d = 1,8м.

4.3.2. Выбор типа свай и назначение их длины

Из анализа грунтовых напластований можно сделать вывод, что в качестве несущего слоя целесообразно принять слой песка средней крупности, средней плотности, насыщенный водой. Тогда, длина сваи с учетом заглубления в несущий слой не менее 1 м составит:

м.

Примем забивную сваю типа С7-30 по ГОСТ 19804.1-79 длиной 7м, сечением 0,3x0,3 с заглублением в песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой на 1,4 м. При этом свая будет висячей. Погружение сваи будет осуществляться дизельным молотом.

4.3.3. Расчет несущей способности свай

Рис 10. Расчетная схема для определения несущей способности висячей сваи.

Несущая способность висячей забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2.02.03-85, как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом свай и на ее боковой поверхности по формуле:

где γ_с – коэффициент условии работы сваи в грунте, принимаемый γ_с = 1;

γ_cr, γ_cf – коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидерных скважин, γ_cr = 1, γ_cf = 1.