|
Проектирование отдельного фундамента под колонну
3.1.1 Определение размеров подошвы фундамента
Исходные данные:
Нагрузки по обрезу фундамента:
N0II = 960 кН; М0II = 210 кН*м; Fh=30 кН;
Высота фундамента: Hf = 4,5 м.
Глубина подвала: db = 2,0 м.
Удельный вес материала пола: gII = 22 кН/м3.
Рисунок 6. Фундамент на естественном основании
`g - среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах (при наличии подвала) – 17 кН/м3.
Площадь подошвы фундамента:
А = N0II / ( R -`g × d ) = 960 / ( 390,7 – 17 × 4,65 ) = 3,08 м2.
Примем соотношение сторон фундамента η= 1,4
Размеры подошвы:
; b = 1,8 м
l= b∙η = 1,8∙1,4 = 2,4 м; l= 2,7 м
При определении расчетного сопротивления расчетные характеристики грунта под подошвой усредняем на глубину, равную b/2=0,75м.
gII = = 8,28 кН/м3.
Расчётное сопротивление грунта:
R = gс1 × gс2 ( Мg × b × gII + Мg × d1 × gII’ + ( Мg – 1 ) × db × gII’ + Mc × CII )
d1 = hs + ( hsf × gsf ) / gII’
d1 = 1,5 + ( 0,15 × 22 ) / 18,0 = 1,68 м.
gII’ = ( 18,0 × 4,2 +17,8 × 0,25) / 4,45 = 18,0 кН/м3.
R = 1,2 × 1,0 ×(0,26 × 1,8 × 8,28 + 2,17 × 1,68 × 18,0 + ( 2,17 – 1 )×2×18,0 + 4,69 × 34 ) = 325,3 кПа.
Среднее давление по подошве
PII = N0II / ( b × l ) + g × d < R
PII = 960 / (1,8 × 2,7 ) + 17 × 4,65 = 276,6 кПа < R = 325,3 кПа. Условие выполняется.
Недогруз 85,03%.
При действии момента М0II и горизонтальной силы FII происходит перераспределение давлений по подошве фундамента. Чтобы фундамент не получил чрезмерного поворота, дополнительно ограничивают величины краевых давлений.
здесь NII - суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах:
NII = N0II +`g × d × A = 960 + 17 × 4,65 × (1,8 × 2,7) = 1344,2 кН;
е - эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы фундамента:
е = MII / NII = 210 / 1344,2 = 0,156 м.
где М II - изгибающий момент на уровне подошвы фундамента:
М II = М 0II + FII × H f = 210+30*4,5 = 345 кНм.
Максимальное давление под краем подошвы
pmax, min = NII × ( 1 ± 6 × e / l ) / ( b × l )
pmax = 1344,2 × ( 1 + 6 × 0,156 / 2,7 ) / ( 1,8 × 2,7 ) = 384,4 < 1,2 × R = 1,2 × 325,3 = 390,4 кПа;
pmin = 1344,2× ( 1 - 6 × 0,156 / 2,7 ) / ( 1,8 × 2,7 ) = 180,7 > 0.
3.1.2 Определение размеров фундамента
Размеры в плане подколонника под сборную железобетонную колонну можно принять исходя из минимальной толщины стенок, равной 150 мм. И зазора между колонной и стаканом, равного 75 мм. В результате минимальные размеры сечения подколонника равны
buc,min = bc + 450 = 400 + 450 = 850 мм.
Luс,min = lc + 450 = 600 + 450 = 1050 мм.
С учетом модульности: bиc = 900 мм.
Lис = 1200 мм.
Нормативное значение продольной силы: N0II = 960 кН .
Максимальное краевое давление: Pmax = 384.4 кПа.
Определим приближенно максимальные краевые давления от расчетных значений нагрузок при gf = 1,2 без учета веса грунта и фундамента.
Pmax1 = 1,2 × Pmax2 - `g × d = 1,2 ×384.4 – 17 × 4.65 = 382.23 кПа.
r = Rbt / Pmax1 = 660 / 382.23 = 1,73
CL = ( l – luc ) / 2 = ( 2,7 – 1,2 ) / 2 = 0,75 м.
Cb = ( b – buc ) / 2 = (1,8 – 0,9 ) / 2 = 0,45 м.
Минимальная рабочая высота плитной части:
Так как h0 = 0,34 < Cb = 0,45 м, то уточнения рабочей высоты не требуется
h0 = 300 – 35 = 265 мм
Принимаем общую высоту плитной части 600 мм 1 ступень высотой 600 мм.
Максимальный вынос нижней ступени из условия прочности на продавливание (при условии равенства вылетов в обоих направлениях) можно определить по формуле:
Принимаем с1 = 0,45 м, где h01 = 600 – 35 = 565 м – рабочая высота нижней ступени;
Из конструктивных ограничений вынос нижней ступени не должен превышать:
3∙ h01 = 3 ∙ (600 – 35) =1695 мм (с учетом модульности 1800 мм).
Рисунок 7 Основные размеры фундамента
3.1.3 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования
Исходные данные:
- ширина подошвы равна 1,8 м, длина подошвы - 2,7 м.
- среднее давление по подошве pII = 276,6 кПа.
Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
gII’ = 18,0 кН/м3.
szg,0 = gII’ × d = 18,0 × 4,5 = 81,0 кПа
Дополнительное давление на уровне подошвы фундамента
p0 = pII - gII’ × d = 276,6 –18,0 = 195,6 кПа
Разбиваем основание на слои толщиной:
hi £ 0,4 × b hi £ 0,4 × 1,8 = 0,72 м.
Точка 1: x = 2 × 0,72/1,8 = 0,8; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,853
Дополнительное напряжение
= 0,853 · 195,6 = 166,8 кПа,
Напряжения от собственного веса грунта
= 81,0 + 8,28 · 0,72 = 86,9 кПа.
Точка 2: x = 2 × 1,44/1,8 = 1,6; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,532;
= 0,532· 195,6 = 104,1кПа,
= 86,9 + 8,28 · 0,72 = 92,8 кПа.
Точка 3: x = 2 × 2,16/1,8 = 2,4; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,337;
= 0,337 · 195,6 = 65,9 кПа,
= 92,8 + 8,28· 0,72 = 98,7 кПа.
Точка 4: x = 2 × 2,88/1,8 = 3,2; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,225;
= 0,225 · 195,6 = 44,01 кПа,
= 98,7 + 8,28· 0,72 = 104,7 кПа.
Точка 5: x = 2 × 3,6/1,8 = 4; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,153;
= 0,153 · 195,6 =29,9 кПа,
= 104,7 + 8,28· 0,72 = 110,7 кПа.
Точка 6: x = 2 × 4,32/1,8 = 4,8; h = 2,7/1,8 = 1,5; 0,112;
= 0,112 · 195,6 =21,9 кПа,
= 110,7 + 9,38· 0,72 = 117,5 кПа.
В точке 6 = 21,9 кПа < 0,2 = 23,5 кПа на 1,6 кПа, поэтому нижнюю границу сжимаемой толщи принимаем в точке 6.
Среднее дополнительное давление по слоям:
Слой 1: `szp,1 = (195,6 + 86,9) / 2 = 141,25 кПа,
Слой 2: `szp,2 = (86,9 + 104,1) / 2 = 95,5 кПа,
Слой 3: `szp,3 = (104,1 + 65,9) / 2 = 85,0 кПа,
Слой 4: `szp,4 = (65,9 + 44,01) / 2 = 55,0 кПа,
Слой 5: `szp,5 = (44,01 + 29,9) / 2 = 37,0 кПа,
Слой 6: `szp,6 = (29,9 + 21,9) / 2 = 25,9 кПа,
Таблица 3
Вычисление осадок фундамента
Грунт
| № точки
| ,
| ,
| ,
|
|
|
| ,
| ,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Глина
Е0=9 МПа
γ=18,0 кН/м3
|
|
|
0,72
| 81,0
| 16,2
|
|
| 195,6
| 166,34 138,6 101,65 62,84 40,2 23,56
|
| 0,72
| 86,9
| 17,38
| 0,8
| 0,853
| 166,8
|
| 1,44
| 92,8
| 18,56
| 1,6
| 0,532
| 104,1
|
| 2,16
| 98,7
| 19,74
| 2,4
| 0,337
| 65,9
|
| 2,88
| 104,7
| 20,94
| 3,2
| 0,225
| 44,01
|
| 3,6
| 110,7
| 22,14
|
| 0,153
| 29,9
|
| 4,32
| 117,5
| 23,5
| 4,8
| 0,112
| 21,9
|
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|