Проектирование фундаментов мелкого заложения для зданий (расчет оснований по деформациям)

Назначение глубины заложения фундаментов

Определяем глубину заложения фундаментов под наружную стену 9-ти этажного дома. Здание отапливаемое, без подвала. Грунт — суглинок тугоплавкий. Грунтовые воды в период промерзания находятся на глубине Н_В=6,1 м. Район строительства г. Москва. Среднесуточная температура воздуха в помещении t = 21 ⁰С.

Грунты площадки строительства относятся к непучинистым при промерзании. Определяем нормативную глубину сезонного промерзания d_fn для г. Москва d_fn =1,4 м, тогда расчетная глубина промерзания составит:

где k_h = 0,8 — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. Принимаем глубину заложения фундамента d = 1,5 м по конструктивным требованиям; высота конструкции фундамента должна быть обычно кратной 0,3 м.

Определение размеров подошвы фундаментов

Т.к. по заданию здание промышленное, то выполним проверку давлений по подошве фундаментов (p_max, p_min) на сочетание максимальной вертикальной нагрузки и соответствующего ей момента (N_max, M) и на сочетание максимального момента сил и соответствующей этому моменту вертикальной нагрузки (М_max, N).

1. Расчетные нагрузки (при n = 1) основного, наиболее невыгодного сочетания на уровне планировки, составляют:

M= 700 кН (70 тс); N= 747,56 кНм (74,76 тс-м); Q = 56,16 кН (5,6 тс).

Глубина заложения фундамента d = 1,5 м. Грунты основания сложены тугопластичными суглинками (I_L = 0,3; е = 0,82). Удельный вес грунта г_II= 18,2 кН/м³, угол внутреннего трения ц_II=19⁰, удельное сцепление C_II= 18 кПа (0,18 кгс/см). Табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R₀ = 194 кПа (1,94 кгс/см2).

Площадь подошвы фундамента в первом приближении равна:

где 1,2 — коэффициент, учитывающий действие момента сил.

На основание передаются вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки. Поэтому подошву фундамента принимаем прямоугольной формы в плане. Для определения размеров подошвы задаемся соотношением сторон b = 0,7а, тогда Вычисляем расчетное сопротивление грунта основания R. Для несущего слоя грунта г_с1=1,2; г_с2=1,0; k = 1; М_г = 0,47, M_q = 2,89, М_с = 5,48; k_z = 1 (ширина фундамента b < 10 м); г_II = г`_II=18,2 кН/м3; d=d₁=1,5 м; d_b = 0.

Максимальное р_max, среднее р и минимальное р_min давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям:

Определяем коэффициенты запаса:

Условие р_max<1,2 R выполняется с запасом (k_з,₁= 17,5%), следовательно, уменьшаем размеры подошвы и принимаем их равными b = 2,1 м, а = 2,8 м.

Вычисляем повторно расчетное сопротивление грунта основания:

Максимальное р_max, среднее р и минимальное р_min давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям:

Определяем коэффициенты запаса:

Условие р_max<1,2 R выполняется с запасом (k_з,₁=7%), следовательно, размеры подошвы принимаем равными b = 2,1 м, а = 2,8 м.

2. Расчетные нагрузки (при n = 1) основного, наиболее невыгодного сочетания на уровне планировки, составляют:

M= 270,16 кН (27,0 тс); N= 1891,7 кНм (189,2 тс-м); Q = 25,92 кН (2,6 тс).

Глубина заложения фундамента d = 1,5 м. Грунты основания сложены тугопластичными суглинками (I_L = 0,3; е = 0,82). Удельный вес грунта г_II= 18,2 кН/м³, угол внутреннего трения ц_II=19⁰, удельное сцепление C_II= 18 кПа (0,18 кгс/см). Табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R₀ = 194 кПа (1,94 кгс/см2).

Площадь подошвы фундамента в первом приближении равна:

где 1,2 — коэффициент, учитывающий действие момента сил.

На основание передаются вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки. Поэтому подошву фундамента принимаем прямоугольной формы в плане. Для определения размеров подошвы задаемся соотношением сторон b = 0,7а, тогда Вычисляем расчетное сопротивление грунта основания R. Для несущего слоя грунта г_с1=1,2; г_с2=1,0; k = 1; М_г = 0,47, M_q = 2,89, М_с = 5,48; k_z = 1 (ширина фундамента b < 10 м); г_II = г`_II=18,2 кН/м3; d=d₁=1,5 м; d_b = 0.

Максимальное р_max, среднее р и минимальное р_min давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям:

Определяем коэффициенты запаса:

Условие р_max<1,2 R выполняется с запасом (k_з,₁= 17,5%), следовательно, уменьшаем размеры подошвы и принимаем их равными b = 2,6 м, а = 3,5 м. Вычисляем повторно расчетное сопротивление грунта основания:

Максимальное р_max, среднее р и минимальное р_min давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям.

Где.

.

Определяем коэффициенты запаса:

Условие р_max<1,2 R выполняется с запасом (k_з,₁=12%), следовательно, размеры подошвы принимаем равными b = 2,6 м, а = 3,5 м.