Расчет фундаментной плиты по несущей способности

Рисунок 35 – Схема к расчету фундамента по несущей способности

 

   Класс бетона сборной фундаментной плиты принимаем В15. Так как в основании фундамента глинистый грунт, то принимаем под ним песчано-гравийную подготовку. Поэтому расстояние от подошвы фундамента до центра рабочей арматуры принимаем 35 мм (рисунок 35). Тогда рабочая высота сечения .

   Для внешней нагрузки принимаем коэффициент надежности по нагрузке . Остальные коэффициенты принимаем согласно литературы [9]. Определим расчетные усилия по I группе предельных состояний:

Среднее давление под подошвой фундамента .

 

3.1 Расчет прочности нормальных сечений на действие поперечной силы

   Этим расчетом проверяется необходимость установки поперечной арматуры.

   Проверим выполнение условия: ,

   где φ _{b 3} =0,6 – для тяжелого бетона;

          b =1 м – ширина поперечного сечения у грани стены;

          h ₀ =0,265 м;

          R_bt =0,75 МПа.

Таким образом .

   Поперечная сила в сечении у грани стены:

>  - условие не выполняется, увеличим класс бетона до В20. R_bt =0,9 МПа. Тогда > - условие выполняется, установка поперечной арматуры не требуется.

 

3.2 Расчет наклонных сечений на действие поперечной силы

   Проверим выполнение условия: . При этом правая часть условия должна быть не менее  и не более .

;

.

   Определим проекцию наклонного сечения:

, тогда

> 596,25 кН. Так как правая часть условия прочности больше максимального значения, принимаем несущую способность наклонного сечения равной Q_max = 596,25 кН.

   Поперечная сила:

< Q_max = 596,25 кН.

   Условие выполняется, следовательно, прочность наклонного сечения на действие поперечной силы обеспечена.

 

3.3 Расчет на продавливание

   Условие прочности: .

   Расчетная продавливающая сила:

.

   Так как производится расчет ленточного фундамента, считаем, что боковая грань пирамиды продавливания имеет форму прямоугольника длиной 1 м. тогда средний размер боковой грани . Тогда несущая способность фундамента > F =114,3 кН.

      Таким образом, прочность фундамента на продавливание обеспечена.

 

3.4 Расчет на изгиб

   Внутренний изгибающий момент в сечении у грани стены:

.

   Для армирования фундамента примем арматуру класса А-II. Расчетное сопротивление R_s =280 МПа. Тогда требуемая площадь арматуры для армирования подошвы фундамента: . Примем 5Ø12А-II (A_s=5,65 см²). Шаг стержней – 200 мм.

   Площадь распределительной арматуры: . Это соответствует 4Ø6А-I (A_s=1,13 см²). Шаг стержней – 500 мм.

   Таким образом, подошву фундамента армируем сеткой марки

 (см. рисунок 36).

 

Рисунок 36 – Схема армирования подошвы фундамента ФЛ 16.24

 

3.5 Расчет на образование и раскрытие трещин

   Этот расчет выполняется по II группе предельных состояний. Поэтому определим внутренний изгибающий момент в сечении у грани стены от нормативных нагрузок, т.к. : .

   Должно выполняться условие: ;

   где M_crc – момент трещинообразования.

   Модуль упругости арматуры E_s =210000 МПа; модуль упругости бетона E_b =20500 МПа. Тогда соотношение .

   Коэффициент армирования сечения .

   Упругопластический момент сопротивления прямоугольного сечения фундамента у грани стены:

.

   Момент трещинообразования: ,

   где   R_btn =1,4 МПа.

   Условие  выполняется, трещины в фундаменте не образуются.

 

 

ПРИМЕЧАНИЯ

Таблица – Значения коэффициента эквивалентного слоя А _w для жестких

Фундаментов

Соотношение сторон	А w при значении n
	0,1		0,2	0,25	0,3	0,35	0,4
	гравий и галька	пески			суглинки пластичные		глины сильнопластичные
	глины и суглинки твердые			супеси		глины пластичные
1 1,5 2 3 4 5 ³10	0,89 1,09 1,23 1,46 1,63 1,74 2,15		0,94 1,15 1,3 1,54 1,72 1,84 2,26	0,99 1,21 1,37 1,62 1,81 1,94 2,38	1,08 1,32 1,49 1,76 1,97 2,11 2,6	1,24 1,52 1,72 2,01 2,26 2,42 2,98	1,58 1,94 2,2 2,59 2,9 3,1 3,82

П р и м е ч а н и е. При промежуточных значениях n и  значения А _w определять

интерполяцией.

 

Таблица – Размеры монолитных железобетонных фундаментов

 

Эскиз	Размеры, м
	l	b	l1	b1	l2	b2	h	h1	h2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
См. ниже	Колонна сечением 0,4х0,4 м; подколонник сечением 0,9х0,9 м; глубина стакана – 0,8 м
	1,5 1,8 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 4,2 4,8	1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,0	- - - - 1,8 1,8 2,1 2,1 2,7 3,0 3,6	- - - - 1,5 1,8 1,5 1,5 2,1 2,1 2,1	- - - - - - - - 1,8 2,1 2,4	- - - - - - - - 1,5 1,5 1,5	0,3 0,3 0,45 0,45 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- - - - 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- - - - - - - - 0,3 0,3 0,45
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Колонна сечением 0,6х0,4 м; подколонник сечением 1,2х1,2 м; глубина стакана – 0,8 м и 0,9 м
	2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,6 4,2 5,4	1,5 1,8 1,8 2,1 2,4 2,4 2,7 3,0 3,6	- - 2,1 2,4 2,4 2,7 2,7 3,3 3,6	- - 1,8 2,1 1,8 2,1 2,1 2,4 2,4	- - - - - - 1,8 2,7 2,7	- - - - - - 2,1 1,8 1,8	0,45 0,45 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,45	- - 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- - - - - - 0,3 0,3 0,3
	Колонна сечением 0,8х0,4 и 0,5 м; подколонник сечением 1,5х1,2 м; глубина стакана – 0,8 м
	3,0 3,0 3,3 3,6 4,2 4,8 5,4 6,0	2,1 2,4 2,4 2,7 2,7 3,0 3,6 4,8	2,4 2,4 2,7 2,7 3,3 3,6 3,6 4,2	2,1 1,8 1,8 2,1 2,1 2,4 2,4 3,0	- - - - 2,4 2,7 2,4 2,7	- - - - 2,1 1,8 1,8 1,8	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,45 0,45	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,45	- - - - 0,3 0,3 0,3 0,3
	Колонна сечением 1,0х0,4 и 0,5 м; подколонник сечением 1,8х1,2 м; глубина стакана – 0,95 и 1,25 м
	3,0 3,3 3,6 4,2 4,8 5,4	2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 4,2	- 2,4 2,7 3,0 3,6 4,2	- 1,8 2,1 2,1 2,4 3,0	- - - - 2,7 3,0	- - - - 1,8 3,0	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- - - - 0,3 0,3
	Колонна сечением 1,3х0,5 и 1,4х0,6 м; подколонник сечением 2,1х1,2 м; глубина стакана – 0,95 и1,25 м
	3,0 3,3 3,6 4,2 4,8 5,4	2,1 2,4 2,7 3,0 3,0 4,2	- 2,7 3,0 3,3 3,9 4,2	- 1,8 2,1 2,4 2,4 3,0	- - - - 3,0 3,0	- - - - 1,8 2,1	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	- - - - 0,3 0,3

 

Таблица – Плиты железобетонные для ленточных фундаментов

Схема плиты	Марка плиты	Размеры, м				Объем бетона, м^3	Масса плиты, кг
		b	l	h	c
	ФЛ6.24 ФЛ6.12 ФЛ8.24 ФЛ8.12	0,6 0,6 0,8 0,8	2,38 1,18 2,38 1,18	0,3 0,3 0,3 0,3	- - - -	0,415 0,205 0,557 0,274	1070 530 1430 710
	ФЛ10.24 ФЛ10.12 ФЛ12.24 ФЛ12.12 ФЛ14.24 ФЛ14.12 ФЛ16.24 ФЛ16.12	1 1 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6	2,38 1,18 2,38 1,18 2,38 1,18 2,38 1,18	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3	0,608 0,3 0,703 0,347 0,845 0,416 0,987 0,486	1580 790 1820 900 2180 1080 2530 1260
	ФЛ20.12 ФЛ24.12 ФЛ28.12 ФЛ32.12	2 2,4 2,8 3,2	1,18 1,18 1,18 1,18	0,5 0,5 0,5 0,5	0,5 0,7 0,7 0,7	0,975 1,138 1,369 1,6	2540 3000 3550 4140

 

Таблица – Расчетные площади поперечных сечений и масса арматуры

Диаметр, мм	Расчетные площади поперечного сечения, см^2, при числе стержней										Масса, кг/м	Горячекатаная арматура периодического профиля из стали классов			Арматурная проволока
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		A-II	A-I A-III	A-IV A-V A-VI
3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40	0,071 0,126 0,196 0,283 0,385 0,503 0,636 0,785 1,131 1,539 2,011 2,545 3,142 3,801 4,909 6,158 8,042 10,18 12,56	0,14 0,25 0,39 0,57 0,77 1,01 1,27 1,57 2,26 3,08 4,02 5,09 6,28 7,6 9,82 12,32 16,08 20,36 25,12	0,21 0,38 0,59 0,85 1,15 1,51 1,91 2,36 3,39 4,62 6,03 7,63 9,41 11,4 14,73 18,47 24,13 30,54 37,68	0,28 0,5 0,79 1,13 1,54 2,01 2,54 3,14 4,52 6,16 8,04 10,18 12,56 15,2 19,63 24,63 32,17 40,72 50,24	0,35 0,63 0,98 1,42 1,92 2,51 3,18 3,93 5,65 7,69 10,05 12,72 15,71 19,0 24,54 30,79 40,21 50,9 62,8	0,42 0,76 1,18 1,7 2,31 3,02 3,82 4,71 6,79 9,23 12,06 15,27 18,85 22,81 29,45 36,95 48,25 61,08 75,36	0,49 0,88 1,37 1,98 2,69 3,52 4,45 5,5 7,92 10,77 14,07 17,81 21,99 26,61 34,36 43,1 56,3 71,26 87,92	0,57 1,01 1,57 2,26 3,08 4,02 5,09 6,28 9,05 12,31 16,08 20,36 25,14 30,41 39,27 49,26 64,34 81,44 100,48	0,64 1,13 1,77 2,55 3,46 4,53 5,72 7,07 10,18 13,85 18,1 22,9 28,28 34,21 44,13 55,42 72,38 91,62 113,04	0,71 1,26 1,96 2,83 3,85 5,03 6,36 7,85 11,31 15,39 20,11 25,45 31,42 38,01 49,09 61,58 80,42 101,8 125,6	0,055 0,098 0,154 0,222 0,302 0,395 0,499 0,617 0,888 1,208 1,578 1,998 2,466 2,984 3,853 4,834 6,313 7,99 9,87	- - - - - - - х х х х х х х х х х х х	- - - х х х х х х х х х х х х х х х х	- - - - - - - х х х х х х х х х х - -	х х х х х х - - - - - - - - - - - - -

 

П р и м е ч а н и е. Знаком «х» отмечены прокатываемые диаметры.

 

Таблица – Температура наружного воздуха (по месяцам)

Республика, край, область, пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Алтайский край Барнаул Бийск Рубцовск Славгород Амурская область Благовещенск Тында Архангельская область Архангельск Башкортостан Стерлитамак Уфа Бурятия Улан-Удэ Вологодская область Вологда Череповец Иркутская область Братск Иркутск	-17,7 -18,2 -17,8 -19,2     -24,3 -31,7     -12,5     -15,2 -14,6     -25,4     -11,8 -11,3     -22,6 -20,9	-16,3 -17,2 -16,7 -18,3     -18,6 -25,9     -12,0     -14,8 -13,7     -20,9     -11,4 -10,8     -19,7 -18,3	-9,5 -10,4 -9,4 -11,7     -9,4 -16,2     -18,0     -8,3 -7,4     -10,6     -6,4 -6,1     -10,9 -9,7	1,8 0,9 2,6 1,6     2,6 -3,8     -0,6     3,7 3,2     1,2     2,1 2,2     -1,8 1	11,3 10,6 12,3 12     10,9 6     5,6     13,2 12,5     8,8     9,5 9,6     7,1 8,4	17,4 16,5 18,2 18,2     17,8 13,4     12,3     18,2 17,7     16,2     14,4 14,5     14,9 14,8	19,7 18,9 20,3 20,4     21,4 17,1     15,6     19,6 19     19,4     16,9 17,3     18,2 17,6	17 16,4 17,9 17,7     19,1 13,9     13,7     17,6 17     16,5     14,7 15,1     14,9 15	10,8 10,2 11,7 11,5     12,2 6,3     8,1     11,4 10,9     8,8     9 9,4     7,5 8,1	2,6 2,2 3,2 2,5     2,1 -5,7     1,4     3,4 2,7     -0,1     2,5 2,9     -1,1 0,5	-8,2 -8,5 -7,6 -8,3     -11,5 -21,5     -4,5     -5,2 -5,6     -12,7     -3,6 -3     -12,3 -10,8	-15,2 -15,2 -15 -16,1     -21,8 -30,2     -9,8     -12,3 -11,9     -21,9     -9,2 -8,5     -21,3 -18,7
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Кемеровская область Кемерово Красноярский край Енисейск Красноярск Минусинск Курганская область Курган Марий-Эл Йошкар-ола   Новосибирская область Барабинск Новосибирск   Омская область Омск Оренбургская область Бузулук Оренбург Пермская область Лысьва Пермь Соликамск	-19,2     -22,0 -17,1 -21,2     -18,5     -13,7     -20,2 -19,0     -19,2     -14,4 -14,8     -15,6 -15,1 -16,0	-17,0     -19,0 -14,7 -19,8     -16,7     -13,0     -18,4 -19,0     -17,8     -14,1 -14,2     -13,6 -13,4 -14,1	-10,6     -10,6 -7,6 -10,3     -10,0     -7,0     -11,9 -10,7     -11,8     -7,8 -7,7     -7,3 -7,2 -7,8	0     -0,9 1,3 2,2     2,9     2,9     -0,2 -0,1     1,3     4,6 4,7     2,5 2,6 2	9,2     7,1 8,8 10     11,8     11,2     9,8 10     10,7     13,9 14,7     9,4 10,2 8,9	15,8     15 15,8 16,5     16,8     16,1     16,1 16,3     16,6     18,9 19,8     15,1 16 15,3	18,4     18,4 18,7 19,6     18,8     18,2     18,3 18,7     18,3     18,9 19,8     17,2 18,1 17,5	15,5     15,1 15,5 16,9     16,1     16     15,8 16     15,9     19 20     14,9 15,6 15,2	9,3     8,3 9,1 9,9     10,4     10     9,8 9,3     10,4     12,2 13,3     8,9 9,4 8,9	1,1     -0,4 1,4 1,6     2     2,8     1,2 1,5     1,43     3,9 4,6     1 1,6 0,7	-9,8     -12,5 -9,2 -9,6     -7,8     -5     -9,8 -9,7     -8,9     -4,4 -4,4     -7,2 -6,6 -7,6	-17     -20,9 -15,9 -18     -15,6     -11     -17,1 -16,9     -16,5     -11 -11,5     -14 -12,9 -14,1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Приморский край Уссурийск   Свердловская область Екатеринбург Нижний Тагил Татарстан Бугульма Казань   Томская область Томск   Тюменская область Сургут Тобольск Тюмень Ханты-Мансийск Хабаровский край Биробиджан Комсомольск –на-Амуре Хабаровск   Челябинская область Магнитогорск Челябинск   Читинская область Чита	-20,3     -15,3 -16,1     -14,3 -13,5     -19,2     -22,0 -18,5 -16,6 -19,8     -22,6 -25,6 -22,3     -16,9 -16,4     -27,7	-16,0     -13,4 -14,1     -13,7 -12,9     -16,7     -19,6 -16,1 -14,8 -17,4     -17,5 -20,3 -17,2     -15,7 -14,1     -23,2	-5,6     -7,3 -8,3     -8,0 -7,0     -10,1     -13,3 -9,2 -8,0 -11,4     -9,0 -10,1 -8,5     -9,1 -8,4     -12,0	4,7     2,6 1,8     2,4 3,3     -0,1     -3,5 1,3 2,7 -0,7     3 1,3 3,1     2,6 2,7     0,3	10,8     10,1 8,7     11,4 12,1     8,6     4,1 9,1 10,7 6,6     10,7 8,7 11,1     11,6 11,4     8,4	15,5     15,6 14,2     16,3 16,9     15,3     13 15,8 16,7 14,3     16,7 15,6 17,4     16,6 16,7     15,5	19,7     17,4 16     18,1 19     18,1     16,9 18 18,6 17,5     20,3 19,9 21,1     18,3 18,1     18,8	20,7     15,1 13,8     16,4 17,1     15,2     14 15,4 16 15     19 18,7 20     16,1 16     15,6	14,8     9,2 8,2     10,2 10,7     9,2     7,8 9,5 10,1 8,4     12,4 12,6 13,9     10,2 10,2     8,2	6,9     1,3 0,5     10,1 3,2     0,9     -1,4 0,8 1,8 -0,7     3 3 4,7     1,9 2,2     -1,5	-4,6     -7,1 -7,6     -5,8 -4,7     -10,4     -13,2 -9,3 -7,4 -10,7     -9,8 -10,7 -8,1     -7,1 -6,7     -14,8	-15,8     -13,3 -14     -11,6 -11     -17,5     -20,3 -16,4 -14,4 -18,1     -19,6 -22 -18,5     -14 -13,5     -24,3

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Берлинов М.В. Основания и фундаменты: Учеб. для строит. спец. вузов.-М.: Высшая школа, 1998.        

2. Ухов С.Б., Семёнов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты /Под. ред. С.Б. Ухова. - М.: Изд-во АСВ, 2002.

3. Далматов Б.И., Морарескул Н.Н., Науменко В.Г. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений.- М.: Высшая школа, 1986.

4. Сорочан Е.А. Фундаменты промышленных зданий.- М.: Стройиздат, 1986.

5. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.- М.: Стройиздат, 1983.

6. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений-.М.: Стройиздат, 1984.

7. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

8. СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

9. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. -М.: Стройиздат, 1987.

10. СНиП 3.02.01-83*. Основания и фундаменты. -М.: Стройиздат, 1986.

11. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.-М.: Минстрой России, 1995.

12. Руководство по выбору проектных решений фундаментов.- М.: Стройиздат, 1984.

13. Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84).- М.: Стройиздат, 1985.

14. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83).-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

15. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)-.М.: Стройиздат, 1987.

16. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)-.М.: Стройиздат, 1986.

17. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83)-. М.: Стройиздат, 1986.

18. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). М.: Стройиздат, 1978.

19. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика / под ред. Е.А. Сорочана.- М.: Стройиздат, 1985.

20. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. Справочник проектировщика / под ред.

      Г.И. Бердичевского.- М.: Стройиздат,1981.

21. Ухов С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты.-М.: Высшая школа, 2002.

22. Шерешевский И.А. Конструирование промышленных зданий и сооружений. Л.: Стройиздат, 1979.

23.  ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

24. Шарина С.В., Зимина А.А., Печерская С.П. Сборник заданий инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки.- Курган, 2000.

 

 

                                                 

                                                   СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3

1 Состав и объём курсового проекта………………………………………….4

2 Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки……………………………………………………………..… 10

3 Определение нагрузок на фундаменты…………………………………… 12

4 Определение глубины заложения подошвы фундамента………………...17

5 Определение предварительных размеров подошвы………………………20

6 Расчёт осадки фундамента………………………………………………….25

6.1 Расчёт осадки фундамента методом послойного суммирования………..25

          6.2 Расчёт осадки фундамента методом эквивалентного слоя…………..…..27

7 Расчёт прочности и конструирование фундамента…………………..…...28

7.1 Расчёт на продавливание по схеме 1……………………………………... 31

7.2 Расчёт на продавливание по схеме 2……………………………………... 34

8 Армирование фундамента ……………………………………………….... 36

9 Список рекомендуемой литературы…………………….…………………..40