Проверка принятых размеров подошвы фундамента

Целью данного расчета является определение среднего, максимального и минимального давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчетным сопротивлением грунта:

р =, (2.6).

р_max =, (2.7).

р_min =, (2.8).

где р, р_max, р_min — соответственно среде, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, МПа;

N_?— расчетная вертикальная нагрузка на основание с учетом веса фундамента и грунта на его уступах, МН;

М_? — расчетный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, МН*м;

А — площадь подошвы фундамента, м²;

R — расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, МПа;

W — момент сопротивления по подошве фундамента, м³;

W=, (2.9).

где l — длина подошвы фундамента, м,.

b — ширина подошвы фундамента, м.

Необходимо определить нормальную N_? и моментную суммарные нагрузки М_?, действующие на основание:

N_? =N+V_ф *г_ср = N + A_ф*d * г_ср, (2.10).

М_? =М+ Q *d_ф, (2.11).

где N, M, Q — соответственно вертикальная, моментная и поперечная нагрузка на обрез фундамента, кН;

V_ф *г_ср = A_ф*d * г_ср — нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах, кН;

А_ф — площадь подошвы фундамента, м²;

d_ф — высота фундамента, м.

Рассчитаем нормальную N_? и моментную суммарные нагрузки М_?, действующие на основание:

N_? = 1820 + 6, 41*3*20 = 2204, 6 кН М_? = 100 + 170*3 = 610 кН.

W = 8 м³

р = кН, р_max =.

р_min = ,.

Условия сравнения среднего, максимального и минимального давления под подошвой фундамента с расчетным сопротивлением грунта сходятся, из этого следует, что подошва фундамента будет иметь размеры l = 4 м, b = 3 м.

Порядок расчета осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования:

• 1) Расчетная схема осадки фундамента мелкого заложения:
• 2) Определение значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого слоя грунта (графа 7)

у_zg= у_zg0+?г_i*h_i, (2.12).

где у_zg0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяемое по формуле у_zg0 = г₀ *d₀

г₀ — осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента;

d₀ — глубина заложения подошвы фундамента.

Рассчитаем значения вертикальных напряжений для фундамента мелкого заложения для каждого слоя:

• 1. у_zg = 20*2, 9=58кПа
• 2. у_zg =58 + 20*0, 7=72 кПа
• 3. у_zg = 72 + 20*0, 7 = 100 кПа
• 4. у_zg =100 + 20*0, 7 = 114 кПа
• 5. у_zg =114 + 18, 1*1 = 132, 1 кПа
• 6. у_zg =132, 1 + 18, 1*1 = 150, 2 кПа
• 7. у_zg =150, 2 + 18, 1*1 = 168, 3 кПа
• 8. у_zg =168, 3 + 18, 1*1 = 170, 2 кПа
• 3)Определение значений дополнительных (уплотняющих) вертикальных нормальных напряжений по оси фундамента у_zр под подошвой фундамента, в каждом элементарном слое мощностью не более 0, 4b, где b — ширина подошвы фундамента.

Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяют по формуле:

р = у_zр0 = р — у_{zр0 (2.13)}

Дополнительное вертикальное напряжение в грунте вычисляются по формуле (графы 4, 5, 6):

у_zрi = б * у_zрi, (2.14).

где б — коэффициент, принимаемый по СНиП, в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента з = l/b, и относительной глубины, равной ж =2z/b, где z-расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.

Рассчитаем эти напряжения для фундамента мелкого заложения:

• 1. у_{zр0 =} 448, 3 — 58 = 384, 30 кПа
• 2. у_zрi = 384, 3*0, 941= 361, 60 кПа
• 3. у_zрi =384, 3*0, 794 = 305, 13 кПа
• 4. у_zрi =384, 3*0, 607 = 233, 27 кПа
• 5. у_zр =384, 3*0, 223 = 85, 70 кПа
• 6. у_zр =384, 3*0, 1395 = 53, 61 кПа
• 7. у_zр =384, 3*0, 0945 = 36, 32 кПа
• 8. у_zр =384, 3*0, 070 = 26, 90 кПа

Сжимаемая толща основания определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи (В.С) (графа 8). При этом В. С находиться на той же глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие:

у_zрi = 0, 2 у_zgi (2.15).

Рассчитаем границу сжимаемой толщи основания:

• 1. у_zрi = 0, 2*58 = 11, 6 кПа
• 2. у_zрi = 0, 2*72 = 14, 4 кПа
• 3. у_zрi = 0, 2*100 = 20 кПа
• 4. у_zрi = 0, 2*114 = 22, 8 кПа
• 5. у_zрi = 0, 2*132, 1 = 26, 42 кПа
• 6. у_zрi = 0, 2*150, 2 = 30, 04 кПа
• 7. у_zрi = 0, 2*168, 3 = 33, 66 кПа
• 8. у_zрi = 0, 2*170, 2 = 34, 04 кПа
• 4) Определение осадки фундамента здания и сооружения было выполнено методом послойного суммирования, который рекомендуется СНиП. По этому методу величина осадки фундамента определяется по формуле:

S=, (2.16).

где В = 0, 8 — безразмерный коэффициент;

у_zpi — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-ом слое грунта;

h_i и E_i— - соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта;

п — число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания По формуле 2.16 рассчитаем осадку фундамента:

• 1. S = 0, 8*384, 3*0/21*10= 0 см
• 2. S = 0, 8*361, 6*0, 7/21*10= 0, 96 см
• 3. S = 0, 8*305, 13*1, 4/21*10= 0, 813 см
• 4. S = 0, 8*233, 27*2, 1/21*10=0, 622 см
• 5. S = 0, 8*85, 70*3, 1/18, 1*10=1, 714 см
• 6. S = 0, 8*53, 61*4, 1/18, 1*10=1, 072 см
• 7. S = 0, 8*36, 32*5, 1/18, 1*10=0, 726 см
• 8. S = 0, 8*26, 90*5, 3/19*10=0, 215 см

Таблица 2 — Определение деформации основания ФМЗ.

= 6, 122.

При расчете фундамента мелкого заложения было рассчитано, что при размерах подошвы фундамента l = 4 м и b = 3 м осадка фундамента заданного промышленного здания будет удовлетворять условию 2.2 S = 6, 122 см ?8см, следовательно, данный фундамент может служить основанием для заданного промышленного здания.