Расчет ленточных фундаментов

 

     При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетания, равные в основных сочетаниях  φ1=0,95 - для длительных нагрузок и φ2=0,9 - для кратковременных.  СНиП 2.01.07-85 п.1.12.

     При расчете на основное сочетание расчетная  нагрузка :

     - для расчета по II группе предельных состояний N_II=89,04+0,9×13,5+26,1×0,95=89,04+12,15+24,8=126 кН/м;

 
 
 
 
 
 
 
 

Расчёт  и проектирование фундаментов мелкого  заложения

  по II группе предельных состояний.

Выбор глубины заложения  фундамента. 

Глубина заложения  подошвы фундаментов должна быть достаточной для обеспечения  надёжной работы основания из условия его расчёта по предельным состояниям. Минимальная глубина заложения должна быть не менее 0,5 м, но

обязательно больше толщины почвенного слоя. Оптимальная  глубина заложения должна устанавливаться на основе детального анализа всех влияющих факторов. В расчёт принимается наиболее неблагоприятный из них. Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания грунтов.

В песках мелких и пылеватых, в супесях, суглинках  и глинах выбор глубины заложения  фундаментов для наружных и внутренних стен зависит от теплового режима конструктивных особенностей зданий.

      Расчётную глубину промерзания  , определяют по формуле:

- коэффициент, учитывающий влияние  теплового режима сооружения  на глубину промерзания грунтов  у фундаментов;

=0,7 – для полов устраиваемых по грунту

-нормативная глубина промерзания.

- коэффициент, зависящий от  классификационных показателей  грунта;

=0,3 - для песков гравелистых,крупных и средней крупности

- безразмерный коэффициент, численно  равный сумме абсолютных значений  среднемесячных отрицательных температур  за зиму.

 

м

м (для без подвальной части здания с полом по грунту) 

          Инженерно-геологическое строение  площадки: верхний слой толщиной  0,3 м – почвенно-растительный слой толщиной 0,3 м^.

          ^{Следующий слой  толщиной 2,5 м}

    – песок средней крупности рыхлый  малой степени водонасыщения практически не пучинистый ^{γ_II =1,68·9,8= 16,46 кН/м2;  с_II = 15,3 кПа ;  j_II = 17,20;  Е=8,3 МПа.}

          ^{Нормативная глубина промерзания грунта для г.Воронеж 1,2 м.}

      Глубина заложения фундаментов должна быть больше расчётной глубины промерзания  грунта и больше глубины почвенного слоя. Из конструктивных соображений  принимаем глубину заложения  фундаментов в главном корпусе 1 м, тогда подошва фундамента будет  лежать на отм.  -1,900.

           Подбор размера подошвы фундамента, его конструирование и Расчет осадки выполнены в программе «Lenta» Расчет осадки ведется по схеме линейно деформируемого полупространства. Характеристики грунтов при любом расчете вводятся как для расчета по II предельному состоянию; нагрузки на фундамент задаются нормативные. 
 
 

Определение размеров подошвы  фундамента 
 

СЕЧЕНИЕ 1-1 

Расчетная нагрузка на колонну для расчета по II группе предельных состояний 

NII = 2598,28 кН. Глубина  заложения фундамента d = 1 м. Характеристики грунта основания:

γII = 21 кН/м3;  φII = 27; сII = 17 кПа; Е = 28 МПа. Характеристики грунта засыпки:

γII’ =19,95 кН/м3. Фундамент  проектируем с прямоугольной  подошвой.

      Размер подошвы определяем на  ЭВМ по программе LENTA. 

СЕЧЕНИЕ 1-1

    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: 

    Нагрузки:  N= 99.кН/м  M=  0.кНм/м  q1=10.кПа  q2=10.кПа

    Размеры:   d=1.00м  h=1.00м  b0= .40м

    Характеристики засыпки:  gamm2'=14.8кН/м**3  fi2'=33.3град

    Характеристики основания:  gamm2=15.6кН/м**3  fi2=35.0град  c2= 1.0кПа

    Коэффициенты:  gc1=1.4  gc2=1.2  k=1.1  kr=1.0 

  РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ:

  ---------------------------------------

     b, !      p,  !      R,  !     pmax, !   1.2R, !    pmin,

     м  !   кПа   !     кПа !      кПа   !   кПа !   кПа

    ---------------------------------------

      .1   1013.      193.

      .2    519.       197.

      .3    354.      201.

      .4     272.      205.

      .5     225.      209.

      .6     193.       213.

                                                                                      .7     170.       217.

                                                                                      .8    154.       221.

                                                                                     .9    140.       225.

                                                                                    1.0    130.       229.

                                                                                             --------------------------------------- 

                                                                                  [ b0=  .400м bp=  .540м ] 

    Требуемая ширина  фундамента равна:  .540м 

.

      По результатам расчета требуемая  ширина подошвы фундамента составляет  0.54 м.  Конструктивно примем ширину подошвы 0.6 м, высоту фундамента 1 м, один уступ  высотой 0,3 м.

Тогда площадь  подошвы А = 0,6•1 = 0,6 м2;  
 

  Определим расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента по формуле 
 

k=1,1 - характеристики  грунтов определены по табл. СНиП;

k_z=1 - т.к. ширина ф-та <10 м;

  = 1,4 (табл. 3 из СНиП 2.02.01-83)

  = 1,2 (табл. 3 из СНиП 2.02.01-83 в зависимости   от L/H=150м/11,0м=13,6)

d=d=1,0 м - глубина  заложения подошевы фундамента бесподвальных сооружений;

d_b=0 - разница в отметках планировки DL и пола подвала;

 =14,8 - усредненное значение удельных весов, залегаемых выше подошвы фундамента;

 =15,6 - усредненное значение удельных весов, залегаемых ниже подошвы фундамента;

  кН/м

= 32˚  

По таблице 3.5 [1] в зависимости от     определяем значения коэффициентов: 
 
 

Тогда расчетное  сопротивление грунта под подошвой фундамента равно .      

 кПа

       

Проверим достаточность  размеров подошвы фундамента с учетом действующего момента. 

N - нагрузка на  фундамент

N=98,84 кН/п.м.

G - собственный  вес фундамента

Q - собственный  вес засыпки грунта 

        Собственный вес фундамента и  грунта на уступах составит

                G + Q =. 20(0,6⋅1·0,3 + 0,4·0,4·0,6) + 14,8[0,6·1·1 – (0,6⋅1·0,3 + 0,4·0,4·0,6)]= 10,32 кН.

         
 

  Определим напряжения под подошвой фундамента

Р = 181,9  кПа < R =  205,8 кПа;

Условия расчета  выполнены, выбранные размеры фундамента достаточны.

Принимаем фундамент  с шириной 0,6 м. 
 
 
 
 

ОСАДКА 

Расчет  осадки фундамента в  сечении 1-1

Исходные  данные: p=141.кпа, b=  .70м, d= 1.00м

                 dn= 1.00м, dw= 2.40м

                 gammdn=15.6кн/м**3, n=3игэ,

                 --------------------------------------

                 n  гpунт  h,м    gamma,кн/м**3  Е,кпа

                 --------------------------------------

                 1   ps    3.10      15.6        35000.

                 2   pm    2.40      19.6        28000.

                 3   su    4.40      19.4        15000.

Таблица расчета осадки

-------------------------------------------------------------

  z,  dzeta alfa  sigmzp,  % sigmzg, sigma,  h,    E,     s,

  м                 кпа      кпа      кпа    м    кпа     см

-------------------------------------------------------------

  .00    .0 1.000  125.4      3.1

  .14    .4  .977  122.6      3.6    124.0   .14 35000.  .040

  .28    .8  .881  110.5      4.0    116.5   .14 35000.  .037

  .42   1.2  .755   94.7      4.4    102.6   .14 35000.  .033

  .56   1.6  .642   80.5      4.9     87.6   .14 35000.  .028

  .70   2.0  .550   68.9      5.3     74.7   .14 35000.  .024

  .84   2.4  .477   59.9      5.7     64.4   .14 35000.  .021

  .98   2.8  .420   52.7      6.2     56.3   .14 35000.  .018

1.12   3.2  .374   46.9      6.6     49.8   .14 35000.  .016

1.26   3.6  .337   42.2      7.1     44.6   .14 35000.  .014

1.40   4.0  .306   38.3      7.5     40.3   .14 35000.  .013

1.54   4.4  .280   35.1      7.9     36.7   .14 35000.  .012

1.68   4.8  .258   32.3      8.4     33.7   .14 35000.  .011

1.82   5.2  .239   30.0      8.8     31.2   .14 35000.  .010

1.96   5.6  .223   27.9      9.2     28.9   .14 35000.  .009

2.10   6.0  .208   26.1      9.7     27.0   .14 35000.  .009

2.24   6.4  .196   24.6     10.1     25.3   .14 35000.  .008

2.38   6.8  .185   23.1     10.5     23.8   .14 35000.  .008

2.52   7.2  .175   21.9     11.0     22.5   .14 35000.  .007

2.66   7.6  .166   20.8     11.4     21.3   .14 35000.  .007

2.80   8.0  .158   19.8     11.9     20.3   .14 35000.  .006

2.94   8.4  .150   18.8     12.3     19.3   .14 35000.  .006

3.08   8.8  .143   18.0     12.7     18.4   .14 35000.  .006

3.22   9.2  .137   17.2     13.3     17.6   .14 29000.  .007

3.36   9.6  .132   16.5     13.8     16.9   .14 28000.  .007

3.50  10.0  .126   15.9     14.4     16.2   .14 28000.  .006

3.64  10.4  .122   15.3     14.9     15.6   .14 28000.  .006

3.78  10.8  .117   14.7     15.5     15.0   .14 28000.  .006

-------------------------------------------------------------

Осадка  фундамента равна  0 .4 см 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СЕЧЕНИЕ 2-2

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ: 

  Нагрузки:  N=119.кН/м  M=  0.кНм/м  q1=10.кПа  q2=10.кПа

  Размеры:   d=1.00м  h=1.00м  b0= .40м

  Характеристики засыпки:  gamm2'=14.8кН/м**3  fi2'=33.3град

  Характеристики основания:  gamm2=15.6кН/м**3  fi2=35.0град  c2= 1.0кПа