Практическая работа №2. Расчет центрально-нагруженных фундаментов.

 

1.Теоретическая часть.

Ленточные и прерывистые фундаменты наружных стен сооружений с подвалами рассчитывают с учетом горизонтального давления грунта.

Расчет фундаментов производят по сечению, проходящему по краю фундаментной стены, а при ступенчатой форме фундамента - и по грани ступени.

Расчетные усилия на единицу длины (изгибающий момент , кН·м/м и поперечную силу , кН/м), в сечении фундамента при центральной нагрузке определяют по формулам:

 

, (2.1)

 

, (2.2)

 

где - среднее давление по подошве фундамента, кПа;

- вылет консоли фундамента, м.

При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта основания , определяемое по формуле

 

, (2.3)

 

где и - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 1СП;

- коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и =1,1, если они приняты по таблицам СП;

, , - коэффициенты, принимаемые по таблице 2;

- коэффициент, принимаемый равным единице при <10 м; , при м (здесь =8 м);

- ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной допускается увеличивать на 2 );

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м ;

- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м ;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

- глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала. При плитных фундаментах за принимают наименьшее расстояние от подошвы плиты до уровня планировки;

- глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

 

, (2.4)

 

здесь - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

- толщина конструкции пола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м .

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной допускается увеличивать на .

 

2. Задания.

Произвести расчет ленточного фундамента под наружную стену крупноблочного жилого дома, запроектированного в примере 1.1.

3. Пример решения.

Пример 2.1. Произвести расчет ленточного фундамента под наружную стену крупноблочного жилого дома, запроектированного в примере 1.1.Высота здания H=38,6м, длина L=30,2м, φ=26⁰, с₁₁=0,0084МПа.

Решение:

1. Определяем среднее давление грунта под подошвой фундамента:

р=N/A+γ_mtd= 0,58/2,7+0,02*3=0,274MПа

2. Находим соотношение L/H=30,2/38,6=0,72 и по таблице СП определяем значение коэффициентов условий работы γ_с1=1,2 и γ_с2=1,1.

3. По углу внутреннего трения φ=26⁰ определяем коэффициенты Мγ=0,84, Мq=4,37, Mc=6,90

4. Полагая, что пол подвала выполнен из тощего бетона удельный весом равным 0,022МН/м³ ,по формуле 2.4 определяем приведенную глубину заложения фундамента от пола подвала:

=0,4+0,1*0,022/0,018=0,522м.

5.Глубина подвала d_b=2,5м, поэтому принимаем d_b=2,0м.

6.Коэффициент k=1, так как значения φ и с₁₁=0,0084МПа получены по результатам лабораторных испытаний.

7.Коэффициент k₂=1, так как ширина подошвы фундамента b=2,7<10м

8.Определяем расчетное сопротивление грунта несущего слоя формуле 2.3:

=1,2*1,1(0,84*1*2,7*0,0191+

+4,37*0,522*0,018+(4,37-1)*2,0*0.018+6,9*0,0084)=0,348МПа>0,274MПа

Основное условие выполняется, однако в основании имеется значительное недонапряжение составляющее более 20%, следовательно фундамент запроектирован неэкономично.

9.Уменьшаем размер подошвы фундамента принимая ширину подошвы фундамента 2,2м.

10. Определяем среднее давление грунта под подошвой фундамента:

р=0,58/2,2+0,02*3=0,324MПа

11.Определяем расчетное сопротивление грунта несущего слоя формуле 2.3:

=1,2*1,1(0,84*1*2,2*0,0191+

+4,37*0,522*0,018+(4,37-1)*2,0*0.018+6,9*0,0084)=0,337МПа>0,324MПа

Основное условие выполняется, а недонапряжение составляет 5%, что меньше требуемых 10%, следовательно фундамент шириной 2,2м будет более экономичным по сравнению с фундаментом первого приближения.

 

4.Вопросы.

1.Какие группы предельных состояний Вы знаете?

2.Какие состояния относятся к первой группе предельных состояний?

3.Какие состояния относятся ко второй группе предельных состояний?

4.В каких случаях должен производиться расчет оснований по несущей способности?

5.В каких случаях расчет оснований по несущей способности может не производиться?

6.Какова цель расчета оснований по предельным состояниям?

7.С учетом каких наиболее существенных факторов должна выбираться расчетная схема системы "сооружение-основание" или "фундамент-основание"?

8.Какие основные параметры механических свойств грунтов, определяют несущую способность оснований и их деформации?