Расчет фундаментов под средние колонны

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Основными данными для расчета являются характеристики грунта основания, марка бетона фундамента, расчетная нагрузка, действующая на фундамент (см. табл. 2.8 согласно варианту). Здание принято отаплиевым, бесподвальным. Согласно [СНиП 2.02.01-83*] глубина заложения фундамента под средние колонны назначается независимо от расчетной глубины промерзания грунтов по прочностным и конструктивным требованиям (рис. 2.19).

, (2.44)

где - полная высота фундамента;

- расстояние от планировочной отметки до верха фундамента, принимается равным 150 мм.

, (2.45)

где - глубина стакана фундамента; принимается не менее большего размера поперечного сечения колонны, d_с ≥l_к;

- расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, принимается не менее 220 мм.

Вопрос 5

Определение площади подошвы фундаментов При расчетах фундаментов мелкого заложения по второму предельному состоянию (по деформациям) площадь подошвы предварительно может быть определена из условия

(10.3)

где р_II — среднее давление по подошве фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Центрально нагруженный фундамент. Центрально нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок проходит через центр площади его подошвы. Реактивное давление грунта по подошве жесткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределенным интенсивностью

(10.4)

где N_oII — расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; G_fII и G_gII - расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах (рис. 10.12); А — площадь подошвы фундамента.

В предварительных расчетах вес грунта и фундамента в объеме параллелепипеда ABCD, в основании которого лежит неизвестная площадь подошвы А, определяется приближенно из выражения

(10.5)

где γ_m — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах, принимаемое обычно равным 20 кН/м3; d — глубина заложения фундамента, м.

Приняв p_II = R и учтя (10.5), из уравнения (10.4) получим формулу для определения необходимой площади подошвы фундамента

(10.6)

Рассчитав площадь подошвы фундамента, находят его ширину b. Ширину ленточного фундамента, для которого нагрузки определяют на 1 м длины, находят как b = А/1.У фундаментов с прямоугольной подошвой задаются отношением сторон n = l/b, тогда ширина подошвы b = , для фундаментов с круглой подошвой

Поскольку значение R в формуле (10.6) также неизвестно, искомую величину А находят аналитическим или графическим методом. При решении графическим методом формулу (10.4) записывают в виде зависимости p_II = f₁(b), которая в общем случае является гиперболой:

(10.7)

Если построить графики по этим формулам, то пересечение полученной кривой и прямой даст искомое значение b, соответствующее расчетному давлению. Соответствующие расчеты и построения будут показаны ниже в примере 10.1.

После вычисления значения b φ_I принимают размеры фундамента с учетом модульности и унификации конструкций и проверяют давление по его подошве по формуле (10.4). Найденная величина р_II должна не только удовлетворять условию (10.3), но и быть по возможности близка к значению расчетного сопротивления грунта R. Наиболее экономичное решение будет в случае их равенства.

Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Такое нагружение фундамента является следствием передачи на него момента или горизонтальной составляющей нагрузки либо результатом одностороннего давления грунта на его боковую поверхность, как, например, у фундамента под наружную стену заглубленного помещения.

При расчете давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей определяют как для случая внецентренного сжатия. Подстановкой значений A = lb, W = b²l/6 и M = N_IIe получаем:

(10.8)

где N_II — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах; А — площадь подошвы фундамента; е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы; b — размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.

Эпюра давления грунта, рассчитанная по формуле (10.8), может быть однозначной и двузначной, как это показано на рис. 10.13. Как правило, размеры подошвы фундамента стараются подобрать таким образом, чтобы эпюра была однозначной, т. е. чтобы не было отрыва подошвы фундамента от основания. В противном случае в зазор между подошвой и грунтом может проникнуть вода, что нежелательно, поскольку это может привести к ухудшению свойств грунтов основания. Исключение допускается для фундаментов в стесненных условиях, когда отсутствует возможность развить их в нужном направлении, и для фундаментов, нагруженных знакопеременными моментами, когда нельзя подобрать размеры и форму подошвы, по которой действовали бы только сжимающие напряжения.

Рисунок 10.13 - Эпюры давлений под подошвой фундамента при действии внецентренной нагрузки.

Поскольку при внецентренном нагружении относительно одной из центральных осей максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы фундамента его допускается принимать на 20% больше расчетного сопротивления грунта, т. е.

(10.9)

Одновременно среднее давление по подошве фундамента, определяемое как р_II₌ N_II/A, должно удовлетворять условию (10.3).

В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей инерции прямоугольной подошвы фундамента, как это показано на рис. 10.14, давление под ее угловыми точками находят по формуле

(10.10)

Поскольку в этом случае максимальное давление действует только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение, найденное по формуле (10.10), удовлетворяло условию

(10.11)

Одновременно проверяются и условия (10.3) и (10.9).

На практике задачу подбора размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента решают следующим образом. Сначала принимают, что действующая нагрузка приложена центрально, подбирают соответствующие размеры подошвы из условия (10.3), а затем уточняют их расчетом на внецентренную нагрузку, соблюдая изложенные выше требования и добиваясь удовлетворения условий (10.9) и (10.11). При этом иногда смещают подошву фундамента в сторону эксцентриситета так, чтобы точка приложения равнодействующей всех сил совпадала с центром тяжести подошвы фундамента (рис. 10.14, б).

Вопрос 1

Основные положения.В тех случаях, когда с поверхности залегают слои слабых грунтов, не обладающих достаточной несущей способностью, чтобы служить основанием для фундаментов мелкого заложения проектируемого сооружения, возникает необходимость передачи нагрузки на более плотные грунты, расположенные на некоторой глубине. В этих условиях чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай.

Сваей называют погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Группы или ряды свай, объединенные поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты и балки, выполненные, как правило, из монолитного или сборного железобетона, называют ростверками. Ростверки воспринимают, распределяют и передают на сваи нагрузку от расположенного на фундаменте сооружения. Если ростверк заглублен в грунт и его подошва расположена непосредственно на поверхности грунта, то его называют низким свайным ростверком, если подошва ростверка расположена выше поверхности грунта — высоким свайным ростверком (рис. 11.1).

Рисунок 11.1 - Типы свайных ростверков: а, б — низкий; в — высокий

Рисунок 11.2 - Схемы передачи нагрузки сваями на грунты основания

Вопрос 2

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 561; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!