Проектирование фундамента под колонну промышленного здания

II. Комбинация:

N ^/ 877,29 кН;

M ^/ - 100,26 кН×м;

Q ^/ - 6,09 кН.

N ^/ – вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

M ^/– нагрузка приведенная к подошве фундамента;

Q ^/ – нагрузка приведенная к подошве фундамента;

N_ф – нагрузка от веса фундамента;

b, – размеры подошвы фундамента; d – глубина заложения фундамента. 

     5. Определение давлений  на грунт и уточнение  размеров фундамента.

P_cp ≤ R;                   P_cp ;

P_mas ≤ 1,2×R;           P_mas ;

P_min ³ 0;                 P_min ;  W =

I. Комбинация: b = 2,1 м, = 2,4 м с A = 5,04 м²

P_cp 213,83 кПа;

P_mas 170,35 кПа;

P_min 257,31 кПа;

W = 2,016 м³

II. Комбинация: b = 2,1 м, = 2,4 м с A = 5,04 м²

P_cp 174,14 кПа;

P_mas 124,41 кПа;

P_min 223,87 кПа;

W = 2,016 м³

I. Комбинация:                               II. Комбинация:

213,83 кПа ≤ 270 кПа.                   174,14 кПа ≤ 270 кПа.

170,35 кПа ≤ 324 кПа.                   124,41 кПа ≤ 324 кПа.

257,31 кПа ³ 0                               223,87 кПа ³ 0

Условия выполняются, окончательно принимаем размеры подошвы фундамента b = 2,1 м, = 2,4 м с A = 5,04 м² 

     6. Расчет осадки, (см. табл.2.)

Метод послойного суммирования:

s_zg.o=g_i×d;

s_zg.i =s_zg.o+Sg_i×h_i;

g_i  и  h_i – соответственно удельный вес и мощность для каждого слоя.

Дополнительное  давление под подошвой фундамента:

p₀= p_cp - s_zg.o;

где p_cp – большее из двух комбинаций среднее давление от фундамента.

Напряжения s_zр  на границах слоев:

s_zр.i=a_i× p₀;

s_zg.i× 0,1 ³ s_zр.i;

Для 9-ого слоя: 155,1×0,1³ 10,1 – условие выполняется, следовательно, это условная граница сжимаемой толщи ВС.

Таблица 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Осадка  каждого слоя:

S_i ;

E_i – модуль деформации i-ого слоя;

b  – коэффициент, принимаемый равным 0,8.

s_zp.cp.i

Суммарная осадка:

SS_i ≤ S_и;

где S_и = 15 см – предельная осадка фундамента для промышленного одноэтажного здания; SS_i = 0,92 см – ожидаемая осадка фундамента.

0,92 см ≤ 15 см –  условие выполняется. 

     7.Проверка  слабого подстилающего  слоя (ила).

s_zp + s_zg ≤ R_z;

s_zp + s_zg  – вертикальные напряжения на кровле слабого слоя;

R_z – расчетное сопротивление слабого слоя;

R_z ;

где g_с1 =1,2 и g_с2 = 1 – коэффициенты условия работы, принятые по табл.3.; K_z = 1,0  – коэффициент, учитывающий  надежность;  M_g = 0,32,  M_g = 2,3,

M_c= 4,84 – коэффициенты  зависящие от j, принятые по табл.4[1];

K_z = 1,0 – коэффициент, принимаемый при ширине фундамента b< 10 м;

с = 14 кПа – расчетное  значения удельного  сцепления грунта под подошвой фундамента; g =18 кН/м³ –  удельный вес под подошвой фундамента; g ^/ =19,9 кН/м³ –  удельный вес грунта выше подошвы фундамента; d + z – глубина заложения; z – глубина залегания слоя от подошвы фундамента; b_z – ширина условного фундамента.

b_z 11 м.

a 0,15 м.

A_z 123,8 м²

N ^/– вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

g ^/ 19,9 кН/м³

R _z 585,7 кПа.

s_zp + s_zg = 155,1 + 8,7 = 163,8 кПа.

163,8 кПа ≤ 585,7 кПа – условие выполняется. 
 

      8. Конструирование  и расчет фундамента. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2. Схемы с обозначением размеров фундамента.

Параметры фундамента b = 2,1 м, = 2,4 м с A = 5,04 м²; колонна одноветвевая сечением 400´ 400 мм с отметкой нижнего торца –   1,0 м.

Назначение  размеров ступеней высоты(h) и вылета (c):

h = 300 мм.                                                                        h = 300 мм.

c = 450 мм, 300 мм.                                                           c = 300 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.3. Схемы с назначенными размерами фундамента.

Низкий  фундамент:

h_сf  - d_p< 0,5×( );

h_сf =1,5- 0,6- 0,15 = 0,75 м – высота стакана.

d_p = 1 + 0,05 - 0,15= 0,90 м – глубина стакана.

= 0,9 м –  ширина стакана.

= 0,4 м –  ширина сечения  колонны.

0,75- 0,9< 0,5×(0,9 - 0,4) Þ -0,15 м < 0,25 м – условие выполняется, фундамент низкий.

Сила  продавливания:

N_c ≤ ;

N_c = a× N_k;

a ;    причем    a ³ 0,85.

Принимаем бетон класса В-15 с расчетным сопротивлением R_bt =720 кПа.

A_c =2×(b_c+ )×d_c =2×(0,4 + 0,4)×0,85 = 1,36 м;

d_c = 0,85 м – высота колонны;

b_c= 0,4 м – длина сечения колонны;

= 0,4 м – ширина сечения колонны.

b_m = b_c + h_ор= 0,4 + 0,55 = 0,95 м ;

h_ор = 0,3 + 0,3 - 0,05= 0,55 м – высота ступеней,  с учетом зазора.

A₀ = 0,5×b×( - -2× h_ор) + 0,25×( b - b_c-2× h_ор)²_;

A₀ = 0,5×2,1 ×(2,4 - 0,4 - 2×0,55) + 0,25×( 2,1- 0,4 - 2×0,55)² =1,035 м.

a 0,59

Принимаем a = 0,85.

N_c = 0,85× 950 = 807,5 кН.

1831,9 кН.

807,5 кН ≤  1831,9 кН  – условие выполняется.  

     9. Сравнение фундамента  с типовым.

  I. Комбинация:                       II. Комбинация: