Расчет фундаментов под средние колонны



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, dс ≥lк;

 - 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 рII — 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 NoII — расчетная верти­кальная нагрузка на уровне обреза фундамента; GfII и GgII - 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 γm — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах, принимаемое обычно равным 20 кН/м3; d — глубина заложения фундамента, м.

Приняв pII = 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 pII = 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 φI принимают размеры фундамента с учетом модульности и унификации конструкций и проверяют давление по его подошве по формуле (10.4). Найденная величина рII 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 = NIIe получаем:

              (10.8)

где NII — 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 рII =  NII/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: 113; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ