Документ: OIF_45, страницы 5-8 | Студенческое хранилище

M_, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 СП 22.13330.2011;

k_z – коэффициент, принимаемый равным единице при b <10 м; k_z = z₀/b + 0,2 при b  10 м (здесь z₀ = 8 м);

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

_II – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды), кН/м³;

– то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

с_II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d₁ – глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала. При плитных фундаментах за d₁ Значения табличных коэффициентов для грунтов

№ ИГЭ			_с1	_с₂	k	M_	M_q	M_c
2	18,2	18	1,1	1,0	1	0,32	2,3	4,84
11	19,2	8	1,1	1,0	1	0,72	3,87	6,45
4	21,5	40	1,2	1,08	1	0,72	3,87	6,45

Определение веса фундамента NфIi

Собственный вес фундамента можно определить по следующей формуле:

G_ф =V_ф*γ_жб

где V_ф – объем фундамента, м³

γ_жб - удельный вес железобетона, равный 25 кн/м³

V_ф = V_{стаканов} + V_плиты = [(0,8*0,5*0,8 – 0,5*0,4*0,4)*18+(0,5*1,4*0,8 – 2*0,4*0,5*0,4)*4]+0,5*38*20 = 4,32+1,6+380 = 389 м³

G_ф =389*25 = 9725 кН

Определение среднего давления p по подошве фундамента

P=110 кН/м² < R=315 кПа. При расчете деформаций основания среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа.

Определение осадки фундамента

Вычисление осадки фундамента на естественном основании допускается выполнять с использованием расчётной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства методом послойного суммирования:

где  - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i - среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i - толщина i-го слоя грунта, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

Е_i - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения;

_z__,_i - среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса грунта, выбранного при отрывке котлована;

Е_е,i - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, при отсутствии опытных определений модуля деформации E_e,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать E_e,i = 5E_i.;

n - число слоёв, на которые разбита сжимаемая толща основания.

При расчёте осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, второе слагаемое в формуле допускается не учитывать.

Вертикальное напряжение от внешней нагрузки:

где α – коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП 22.13330.2011 в зависимости от относительной глубины ξ=2z/b;

р – давление по подошве фундамента от внешних нагрузок;

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента и на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле:

Точка	z, м	σ_zg, кПа	η	ξ	α	σ_zp, кПа	Слой	σ_zp_,_i, кПа	h_i,	E_i, МПа	s_i, см
Точка	z, м	σ_zg, кПа	η	ξ	α	σ_zp, кПа	Слой	σ_zp_,_i, кПа	см	E_i, МПа	s_i, см
0	0	48	2	0,0	1	62,0	-	-	-	-	-
1	0,5	52	2	0,1	0,994	61,6	1	61,8	50	5	0,49
2	1	62	2	0,1	0,994	61,6	2	61,6	50	14	0,18
3	1,5	71	2	0,2	0,988	61,3	3	61,4	50	14	0,18
4	2	81	2	0,2	0,988	61,3	4	61,3	50	14	0,18
5	2,5	91	2	0,3	0,981	60,8	5	61,0	50	14	0,17
6	3	100	2	0,3	0,981	60,8	6	60,8	50	14	0,17
7	3,5	110	2	0,4	0,975	60,5	7	60,6	50	14	0,17
8	4	119	2	0,4	0,975	60,5	8	60,5	50	14	0,17
9	4,5	129	2	0,5	0,949	58,8
10	5	139	2	0,5	0,949	58,8
11	5,5	149	2	0,6	0,922	57,2
12	6	160	2	0,6	0,922	57,2
13	6,5	171	2	0,7	0,899	55,7
14	7	182	2	0,7	0,899	55,7
15	7,5	192	2	0,8	0,869	53,9
16	8	203	2	0,8	0,869	53,9
17	8,5	214	2	0,9	0,833	51,6
18	9	225	2	0,9	0,833	51,6
19	9,5	235	2	1,0	0,797	49,4
20	10	246	2	1,0	0,797	49,4
21	10,5	257	2	1,1
22	11	268	2	1,1
											∑=1,72

где _z_g_,₀ – напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента.

До УГВ:

На уровне между подошвой фундамента и 2 слоем:

На уровне подошвы фундамента:

На уровне 2 и 3 слоев:

На подошве 3 слоя:

Дополнительное давление на основание:

В соответствии с п. 5.6.5 расчётная осадка основания не должна превышать допускаемое значение:

Расчет дымовой трубы

Определение типа фундамента и глубины его заложения

Для данной схемы сооружения принимаем плитный фундамент.

Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки:

h_з ≥d_f, где d_f =1,5 м, - глубина сезонного промерзания грунта.

Для данного варианта фундамента следует учесть наличие подводящих каналов, глубина заложения которых равна -3,000 м.

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента h_з = 3,0+0,5+0,5 = 4 м.

Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане: ширины b и длины l.

Для фундаментной плиты размеры задаются конструктивно на 0,5 м больше размеров здания.

Таким образом, принимаем круглый фундамент диаметром 5,6 м.

Площадь фундамента А=0,25*π*d² = 0,25*3,14*5,6² = 24,6 м²

Определение расчетного сопротивления фундамента R с учетом принятой ширины подошвы

Расчётное сопротивление грунтов определяется в соответствии с п. 5.6.7 СП 22.13330.2011:

Определение веса фундамента NфII

Собственный вес фундамента можно определить по следующей формуле:

G_ф =V_ф*γ_жб

где V_ф – объем фундамента, м³

γ_жб - удельный вес железобетона, равный 25 кн/м³

V_ф=V_{стакана}+V_плиты=24,6*0,5+(0,25*3,14*4,6²*3,5–0,25*3,14*3,5*3²)=46 м³

G_ф =46*25 = 1150 кН

Определение среднего давления p по подошве фундамента

P=232 кН/м² < R=296 кПа. При расчете деформаций основания среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа.

Определение осадки фундамента

Вычисление осадки фундамента на естественном основании допускается выполнять с использованием расчётной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства методом послойного суммирования:

Точка	z, м	σ_zg, кПа	η	ξ	α	σ_zp, кПа	Слой	σ_zp_,_i, кПа	h_i,	E_i, МПа	s_i, см
Точка	z, м	σ_zg, кПа	η	ξ	α	σ_zp, кПа	Слой	σ_zp_,_i, кПа	см	E_i, МПа	s_i, см
0	0	48	1	0,0	1	184,0	-	-	-	-	-
1	0,5	52	1	0,2	0,976	179,6	1	182	50	5	1,45
2	1	62	1	0,4	0,949	174,6	2	177	50	14	0,51
3	1,5	71	1	0,5	0,901	165,8	3	170	50	14	0,49
4	2	81	1	0,7	0,804	147,9	4	157	50	14	0,45
5	2,5	91	1	0,9	0,704	129,5	5	139	50	14	0,40
6	3	100	1	1,1	0,599	110,2	6	120	50	14	0,34
7	3,5	110	1	1,3	0,508	93,5	7	102	50	14	0,29
8	4	119	1	1,4	0,469	86,3	8	89,9	50	14	0,26
9	4,5	129	1	1,6	0,39	71,8	9	79	50	14	0,23
10	5	139	1	1,8	0,338	62,2	10	67	50	22	0,12
11	5,5	149	1	2,0	0,285	52,4
12	6	160	1	2,1	0,267	49,1
13	6,5	171	1	2,3	0,232	42,7
14	7	182	1	2,5	0,204	37,5
15	7,5	192	1	2,7	0,183	33,7
16	8	203	1	2,9	0,162	29,8
17	8,5	214	1	3,0	0,151	27,8
18	9	225	1	3,2	0,13	23,9
19	9,5	235	1	3,4	0,118	21,7
20	10	246	1	3,6	0,106	19,5
21	10,5	257	1	3,8	0,097	17,8
22	11	268	1	3,9	0,092	16,9
											∑=4,53

Крен дымовой трубы

Для круглых фундаментов крен:

где Е₀ и ν - соответственно модуль деформации = 5000, кПа, и коэффициент Пуассона грунта основания (глина - 0,42);

k_e=0,75 - коэффициент, принимаемый по табл. (круглый);

N_II = 3600 кН - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;

e = 1,4 - эксцентриситет;

k_m - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундамента по схеме линейно деформируемого полупространства (при использовании расчетной схемы линейно деформируемого полупространства k_m= 1).

R = 5,6 - радиус фундамента, м;

< i_пред =0,005 условие выполняется

Свайный фундамент

Определение глубины заложения ростверка

При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуемся теми же соображениями, что и при определении глубины заложения подошвы фундаментов, возводимых на естественном основании. Учитывая наличие подводящих каналов, конструктивно принимаем глубину заложения ростверка d_p= 4 м.

Выбор типа, длины и марки сваи

Учитывая глубину заложения подошвы ростверка, заделку сваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта, можно выбрать тип и длину сваи. Так как заглубление свай-стоек в нескальные грунты должно быть не менее 1,0 м. выбираем сваю С13-40 – свая длиной 13 м с поперечным армированием ствола.

Определение несущей способности основания сваи Fd

По формуле:

Где =1 - коэффициент условий работы сваи в грунте;

R = 4200 кПа– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; для значений I_L = 0,31 и глубине заделки 17 м.

=1; =1 – коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта R и f;