Глубина сезонного промерзания. Определение размеров подошвы фундамента

3.1.2 Глубина сезонного промерзания

 

Глубина заложения наружных стен и колонн с учетом глубины промерзания назначается в соответствии с указаниями п.п. 5.2 ТКП 45-5.01-67-2007 [4].

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d₁ у фундамента определяется по формуле:

d₁ = k_h ∙ d_f

где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундамента, принимается согласно [4];

d_f - нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по данным наблюдений местной гидрометеорологической станции за период на менее 10 лет или по 5.2.4 [4];

d_f = d₀

где M_t — безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе согласно СНБ 2.04.02 или по данным гидрометеорологической станции, находящейся в таких же условиях, что и строительная площадка;

d₀ - показатель промерзания грунта.

d_f = 0.23∙ =0,7199 м

d₁ = k_h ∙ d_f = 0,8 ∙ 0,7199 = 0,575 м

3.1.3 Определение размеров подошвы фундамента

 

Назначим размеры стакана. Минимальная толщина стенок стакана 0,2 ∙ l_k = 0.2 ∙ 1000 = 200мм > min 175мм. Определим размер стакана:

l = 1000 + 75 ∙ 2 + 200 ∙ 2 = 1550мм

b = 500 + 75 ∙ 2 + 200 ∙ 2 = 1050мм

Окончательно принимаем размеры стакана в плане кратно 300мм l = 1800мм; b = 1200мм,

Рассчитываем фундамент для рядовой колонны центрального ряда. Расчет ведем по скважине №1.

Размеры подошвы фундамента определяем путем последовательных приближений.

В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента определяем по формуле:

                                     

 где N_o11 - расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по предельному состоянию второй группы, по заданию N_o11 =1600кН; R_o - расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента, принимаем по табл. 6.4 [3], R_o = 420 кПа;g_m - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м³; d -глубина заложения фундамента от уровня планировки, d=1,8м.

 Размеры подошвы фундамента под колонну для прямоугольного фундамента (b≈1.3a):

Принимаем a = 1,8 м (кратно 300мм);

b = 1,3 ∙ a = 1,3 ∙ 1,78 = 2,314 м Принимаем b = 2,4 м (кратно 300мм);

 

А_F = а ⋅ b = 1,8 ⋅ 2,4 = 4,32 м² .

Рисунок 4 – Расчетная схема для определения R

Величину расчетного сопротивления грунта для принятой ширины подошвы фундамента для зданий без подвала определяем по формуле:

,где

γ_c1, γ_c2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.5.2 [4] равные соответственно 1.4 и 1.2; 

 — коэффициент, принимаемый равным 1.1, т.к. прочностные характеристики грунта j и с определены по ТКП [2].

М_g, М_q, М_с — коэффициенты, принимаемые по табл.5.3 [4],

Угол внутреннего

трения φ⁰

Коэффициенты

M_g

M_q

M_c

38,68

2,22

9,89

11,1

b — ширина подошвы фундамента (для прямоугольной подошвы фундамента — ее меньшая сторона), 1,8 м;

k_z — коэффициент, принимаемый равным : при b<10 м k_z=1

g’₁₁ — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки), кН/м3;

 

g₁₁ — то же для грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3

d₁ — глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений -1,95 м

c_II = 0,7 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

Проверяем фактическое давление фундамента на основание. Нагрузка от фундамента и грунта на его уступах:

 

- от одного фундамента:

 

G_ф = (2,4 ⋅ 1,8 ⋅ 0,3 + 1,8 ⋅ 1,2⋅ 1,5) ⋅ 25 = 113,4кН;

 

- от грунта:

 

G_гр = (2,4⋅ 1,8⋅1,8 – (2,4 ⋅ 1,8 ⋅ 0,3  + 1,8 ⋅ 1,2⋅ 1,5)) ⋅ 14,77 = 47,85 кН.

 

Полная нагрузка на основание в уровне подошвы составляет:

 

N_II = 1600 + 113,4+ 47,85 = 1761,25 кН .

 

Давление под подошвой фундамента ограничивается следующими условиями:

 

где - момент сопротивления площадки подошвы фундамента.

Условие выполняется, но так как расхождение составляет ≥ 10%, что значит, площадь подошвы взята с большим запасом и необходимо уменьшить размеры фундамента до минимальных конструктивных. Фундамент примем с размерами подошвы 2,1 * 1,5 м. А_F = а ⋅ b = 1,5 ⋅ 2,1 = 3,15 м²

Рисунок 5 – Расчетная схема для определения R

 

Проверяем фактическое давление фундамента на основание. Нагрузка от фундамента и грунта на его уступах:

 

- от одного фундамента:

 

G_ф = (2,1 ⋅ 1,5 ⋅ 0,3 + 1,8 ⋅ 1,2⋅ 1,5) ⋅ 25 = 104,63кН;

 

- от грунта:

 

G_гр = (2,1⋅ 1,5⋅1,8 – (2,1 ⋅ 1,5 ⋅ 0,3 + 1,8 ⋅ 1,2⋅ 1,5)) ⋅ 14,77 = 21,93 кН.

 

Полная нагрузка на основание в уровне подошвы составляет:

 

N_II = 1600 + 104,63+ 21,93 = 1726,56 кН .

 

Давление под подошвой фундамента ограничивается следующими условиями:

 

где - момент сопротивления площадки подошвы фундамента.

Условие не выполняется. К дальнейшему расчету принимается фундамент с размерами подошвы 2,4 * 1,8 м. А_F = а ⋅ b = 2,4 ⋅ 1,8= 4,32 м²