Фундаменты промышленного здания (стр. 7 из 8)

А – площадь опирания сваи на грунт, принимаемая равной площади поперечного сечения сваи, А = 0,3∙0,3 = 0,09 м²;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи. u = 0,3∙4 = 1,2 м;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по [3, табл.1]. R = 3850 кПа.

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, принимаемое по [3, табл.1].

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи определяется как сумма сопротивлений отдельных слоев, соприкасающихся со сваей. Разбиваем основание, окружающее сваю, на расчетные слои. Значение f_i определяется для каждого расчетного слоя отдельно, причем на глубине, соответствующей глубине расположения середины расчетного слоя.

кПа,

кПа.

Подставляем все значения в формулу для определения несущей способности:

4.3.4. Расчет количества свай в кусте и конструирование ростверка

Количество свай в свайном фундаменте определяется расчетом по I предельному состоянию и сводится к выполнению условия:

где N – расчетная нагрузка, передаваемая от сооружения на одиночную сваю или сваю в составе свайного фундамента;

F_d – несущая способность сваи по грунту;

γ_к – коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от метода определения несущей способности сваи по грунту.

Количество свай определяем по формуле:

, где

F_iv – расчетное значение вертикальной составляющей внешних нагрузок;

F_d – несущая способность сваи;

γ_к – коэффициент надежности, принимаемый при определении несущей способности сваи по грунту.

учитывая, что на фундамент передаются горизонтальная нагрузка и момент, количество свай увеличиваем на 20%.

Общее количество свай в фундаменте составит:

свай. Принимаем куст из 5 свай С7-30.

При компоновке свайного куста исходим из условия, что расстояние между осями забивных свай должно быть не менее 3d.

Собственный вес ростверка и грунта на его уступах приближенно может быть определен по формуле:

, где

b и l – соответственно ширина и длина ростверка;

d – глубина заложения подошвы ростверка;

- усредненное значение удельного веса железобетона ростверка и грунта на уступах;

- коэффициент надежности по нагрузке.

кН.

Расчетная сжимающая сила в плоскости подошвы ростверка будет равна:

кН, а суммарный момент:

кН∙м, где

d’ – расстояние от линии действия силы F_in до низа ростверка.

Зная фактические расчетные нагрузки, действующие в плоскости подошвы ростверка, количество свай и их расположение, определяем нагрузку, передаваемую на любую сваю в кусте по формуле:

где: x_i, y_i – расстояние от главных осей свайного поля до оси каждой сваи;

x, y – расстояние от главных осей до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка.

В нашем случае момент действует только в направлении оси x, поэтому формула упрощается до двухчленной. Свайный куст симметричен относительно осей x и y, поэтому эти оси являются главными и проходят через центр тяжести свайного куста. Интерес с точки зрения прочности основания свай вызывают наиболее нагруженные сваи. Очевидно, что этими сваями являются сваи крайнего ряда, расположенного в направлении перпендикулярном плоскости действия момента и горизонтальной силы. Нагрузки на наиболее нагруженные сваи определяется:

кН

Допускается расчетную нагрузку, воспринимаемую крайним сваями, повышать на 20% в случае, если расчет ведется с учетом ветровых и крановых нагрузок. Учет этих нагрузок при проектировании промышленных зданий является обязательным.

Поэтому условие обеспечения несущей способности по грунту для крайних свай будет иметь вид:

Условие выполняется коэффициентом запаса 8,2%., поэтому принимаем 5 свай С7-30

4.3.5. Расчет осадки свайного фундамента.

Расчет осадки отдельно стоящих фундаментов из висячих свай в соответствии с СНиП, производится как для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Причем, определяется средняя осадка фундамента от действия только вертикальной силы без учета момента.

Границы условного фундамента определяются снизу плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай, с боков вертикальными плоскостями АБ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии равном

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения слоев грунта, прорезаемых сваями, определяются по формуле:

, где

- расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных слоев грунта толщиной h_i, пройденных свай;

h – глубина погружения свай в грунт.

Расчетное значение угла внутреннего трения определяется путем деления нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.

В расчетах по деформациям этот коэффициент принимается равным 1, поэтому расчетное значение φ_II численно равно φ_n.

, тогда размеры условного

фундамента в плане будут равны:

Площадь условного фундамента

м².

Собственный вес условного свайногрунтового массива может быть определен по формуле:

кН.

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

кН/м².

Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента определяем по формуле:

кПа,

где удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента считается по формуле:

кН/м²,

Условие

кН/м²выполнено.

Природные напряжения от действия собственного веса грунта определяется по формуле:

, где

- удельный вес i-го слоя грунта толщиной h_i.

В случае, если грунты залегают ниже уровня подземных вод, их удельный вес должен определятся с учетом взвешивающего действия волы. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле:

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента:

кПа.

Так как под подошвой условного фундамента залегают различный грунты то для песка

, а для глины

, где

- удельные веса соответственно песка и глины , залегающие ниже подошвы условного фундамента, с учетом взвешивающего действия воды;

z – глубина слоя грунта ниже условного фундамента.

Дополнительные напряжения под подошвой условного фундамента: