IV . Проектирование и расчет фундаментов

IV. Проектирование и расчет фундаментов

 

Сравнивая рассмотренные варианты фундаментов по технико–экономическим показателям, в качестве основного варианта выбираем фундамент на естественном основании, который имеет наименьшую стоимость.

 

 

Расчет фундамента № 1

Глубину заложения подошвы фундамента оставляем прежней, т.е. м.

Номер фундамента	1–е сочетание			2–е сочетание
	N 0II,кН	M 0II, кНм	T 0II, кН	N 0II, кН	M 0II, кНм	T 0II, кН
5	1480	–400	–20	1640	480	42

Таблица 4.1

 

Очевидно, что наиболее неблагоприятным является второе сочетание нагрузок.

Краевые напряжения под подошвой внецентренно нагруженного фундамента

,

где е – эксцентриситет приложения равнодействующей продольной силы

.

1. Определение площади подошвы фундамента и его размеров в плане

 

Размеры фундаментов определены итерациями с помощью программы Excel 2003, входящей в состав пакета офисных программ Microsoft Office. Поэтому далее производим лишь проверки достаточности размеров фундамента.

 

Назначаем м, м

                                                                     

Значение расчетного сопротивления грунта R b под подошвой фундамента

где кН/м3  кПа.

Конструирование фундамента № 1

Рис. 4.1. Конструкция фундамента № 1

 

Собственный вес фундамента (рис. 4.1)

 кН,

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента

 кН.

Определение краевых напряжений

 

Момент от веса фундаментной балки при толщине стеновой панели 0,3 м

 кНм,

где вес фундаментной балки, кН; м – толщина стеновой панели;  м – высота сечения двухветвевой колонны из двутавров.

Момент от действия горизонтальной силы в уровне подошвы

 кНм,

где м – высота фундамента; 0,15м – заглубление обреза фундамента относительно нулевой отметки (уровня планировки).

 

Таблица 4.2

Нагрузки на фундамент № 1	, кН	, кНм	, кН
Нагрузки, действующие по обрезу	1640	480	42
Нагрузки, действующие на основание (в уровне подошвы): вес фундамента вес грунта на ступенях фундамента вес фундаментной балки длиной 6 м момент от действия горизонтальной силы, приложенной к обрезу	214,4 244,0 30 –	– – – 20,9 60,9	– – – –
Суммарная нагрузка, действующая на основание (равнодействующая)

Эксцентриситет приложения равнодействующей продольной силы

м,

 кПа кПа,

 кПа,

– при возникновении момента от больших крановых нагрузок.

Недогрузка фундамента

.

Среднее давление под подошвой фундамента

 кПа.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

кПа.

Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента

кПа.

 

Расчет плитной части фундамента на поперечную силу

Этот расчет выполняется только для сильно вытянутых фундаментов при соотношении размеров подошвы b/ l <0,5.

Расчет фундамента № 2

Из–за наличия лотка вблизи колонны (из двутавра № 30) принимаем глубину заложения подошвы фундамента по конструктивным соображениям – м.

Номер фундамента	1–е сочетание			2–е сочетание
	N 0II,кН	M 0II, кНм	T 0II, кН	N 0II, кН	M 0II, кНм	T 0II, кН
4	700	–	–	850	–	–

Таблица 4.3

 

1. Определение значения расчетного сопротивления грунта R под подошвой фундамента шириной b=1 м

,

где кН/м3.

кПа.

2. Определение площади подошвы фундамента и его размеров в плане

 м2.

Назначаем м, м.

Недогрузка фундамента

.

Расчет на продавливание

Расчет плиты (без поперечной арматуры) должен производиться из условия

,

расчетное сопротивление бетона растяжению при расчете по предельным состояниям первой группы, для бетона класса В15 МПа.

Расчет фундамента № 3

Номер фундамента	1–е сочетание			2–е сочетание
	N 0II,кН	M 0II, кНм	T 0II, кН	N 0II, кН	M 0II, кНм	T 0II, кН
5	1900	440	15	2200	–420	–30

Таблица 4.4

 

Как показывает опыт проектирования внецентренно нагруженных элементов, наибольший вклад в напряжения дает продольная сила, поэтому запроектируем фундамент по

2–му сочетанию, а потом проверим краевые напряжения по 1–му сочетанию.

1. Определение площади подошвы фундамента и его размеров в плане

 

Назначаем м, м.

                                                      

Расчет фундамента № 5

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента м.

Номер фундамента	1–е сочетание			2–е сочетание
	N 0II,кН	M 0II, кНм	T 0II, кН	N 0II, кН	M 0II, кНм	T 0II, кН
5	180	–	–	210	–	–

Таблица 4.10

 

1. Определение значения расчетного сопротивления грунта R под подошвой фундамента шириной b=1 м

где кН/м3 кПа.

2. Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане

  м2.

Для ленточного фундамента м, тогда

м.

                                                                     

Недогрузка фундамента

(для сборного фундамента).

 

ЛИТЕРАТУРА

Нормативная

1. ГОСТ 19804-91. Сваи железобетонные. Технические условия.

2. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., 1995.

3. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М., 1986.

4. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. М., 1988.

5. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология (взамен СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика). М., 2003.

6. СНиП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительно напряжения (взамен СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции). М., 2004.

7. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений (в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87). М., 2004.

8. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов (в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87). М., 2003.

9. ТСН 50-302-2004. Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях, административно подчиненных Санкт-Петербургу. СПб., 2004.

 

 

Учебно-методическая

10. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский и др.; Под ред. С.Б. Ухова. – 3-изд., испр. – М.: Высш. шк., 2004. – 566 с.: ил.

11. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебник / Под ред. Б.И. Далматова. Л.: Стройиздат, 1988.

12. Основания и фундаменты. Ч. 2. Основы Геотехники: Учебник / Б.И. Далматов, В.Н. Бронин, В.Д. Карлов, Р.А. Мангушев, И.И. Сахаров, С.Н. Сотников, В.М. Улицкий, А.Б. Фадеев; Под ред. Б.И. Далматова. – М.: Изд-во АСВ; СПбГАСУ, 2002. 392 с.: ил.

13. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. пособие / Под ред. Б.И. Далматова. – М.: Изд-во АСВ; СПБ.: СПбГАСУ, 2001. __ с.: ил.

14. Основания и фундаменты; Учебник для гидротехников / под ред. Костерина.

15. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ч.1.: Методические указания по изучению курса, задания на курсовой проект и указания по его выполнению / ЛИСИ; Сост. В.С. Ласточкин, В.Г. Науменко. – Л., 1984. – 20 с.: ил.

16. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ч.2. Расчет центрально нагруженных фундаментов: Методические указания по выполнению курсового проекта / ЛИСИ; Сост. В.С. Ласточкин, В.Г. Науменко. – Л., 1985. – 54 с.: ил.

17. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ч.3. Расчет внецентренно нагруженных фундаментов: Методические указания по выполнению курсового проекта / ЛИСИ; Сост. В.С. Ласточкин, В.Г. Науменко. – Л., 1985. – 26 с.: ил.

 

 

	Содержание
Часть I. Исходные данные…………………………………………………………………….		1
1.	Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов……………….....	1
2.	Усилия на обрезе фундамента от расчетных нагрузок в наиболее невыгодных сочетаниях ………………………………………………………………………………….	1
Часть II. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов………………....		5
	Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента шириной 1 метр по методике СНиП 2.02.01–83……………………………………...............	6
Часть III. Разработка вариантов фундамента……………………………………………….		9
	Вариант 1. Фундамент на естественном основании………………………………......	9
	Вариант 2. Фундамент железобетонных сваях…………………………………..........	19
	Вариант 3. Фундамент на искусственно улучшенном основании…………………...	28
Часть IV. Конструирование и расчет фундаментов основного варианта………………….		35
Часть V. Определение относительной разности осадок……………………………………		50
Часть VI. Расчет оснований по несущей способности……………………………………..		50
Часть VII. Устройство гидроизоляции………………………………………………………		52
Литература……………………………………………………………………………………..		53

 

IV. Проектирование и расчет фундаментов

 

Сравнивая рассмотренные варианты фундаментов по технико–экономическим показателям, в качестве основного варианта выбираем фундамент на естественном основании, который имеет наименьшую стоимость.

 

 

Расчет фундамента № 1

Глубину заложения подошвы фундамента оставляем прежней, т.е. м.

Номер фундамента	1–е сочетание			2–е сочетание
	N 0II,кН	M 0II, кНм	T 0II, кН	N 0II, кН	M 0II, кНм	T 0II, кН
5	1480	–400	–20	1640	480	42

Таблица 4.1

 

Очевидно, что наиболее неблагоприятным является второе сочетание нагрузок.

Краевые напряжения под подошвой внецентренно нагруженного фундамента

,

где е – эксцентриситет приложения равнодействующей продольной силы

.

1. Определение площади подошвы фундамента и его размеров в плане

 

Размеры фундаментов определены итерациями с помощью программы Excel 2003, входящей в состав пакета офисных программ Microsoft Office. Поэтому далее производим лишь проверки достаточности размеров фундамента.

 

Назначаем м, м