γ = 18 кН/м3 - удельный вес кирпичной кладки;
Кn = 0.85 - коэффициент проёмности;
γn = 0,95 - коэффициент надежности по назначению.
Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-растительного слоя должна быть больше 0,5 м (d > 0,5 м). Нормальная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле:
где Мt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимают по СНиПу 2.01.01-82*;
d0 - величина , принимаемая для суглинков и глин- 0,23;
Расчетная глубина сезонного промерзания при температуре в помещении 15°С с полами по грунту:
где Кn - коэффициент, учитывающий температуру воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, наличие подвала или техподполья, а также состав полов.
Из конструктивных требований к заделке колонны в стакан высота фундамента определяется по формуле:
hf >dc+hg +0.05 = 0.9+0.2 + 0.05 = 1.15 м.
dc>lc[1-0.8(lc-0.9)] = 1(l-0.8(l-0.9)] = 0.92м.
где dc - глубина заделки колонны в фундамент;
hg - расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, принимаемое не менее 0,2 м.
lc – длинна сечения колонны.
0,05 – расстояние между торцом колонны и дном стакана, назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже, м.
Принимаем для промздания hf > 1,5м. При этом высота фундамента кратна 300 мм.
Рис. 1. Схема проектируемого фундамента под крайнюю колонну цеха.
Рис. 2. Схемы к формированию габаритов фундаментов
В первом приближении площадь подошвы фундамента:
где NII- сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний, кН;
Ro- табличное значение расчетного сопротивления грунта, кПа;
γmt ~ среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м3;
d - принятая глубина заложения фундамента.
2Задаваясь соотношением сторон b/l = 0.75
А=0,75·l2;
Отсюда l =3,36 и b= 2,52 м.
В соответствии с модулем 300 мм полагаем l=3,6 м, b=2,7 м.
Находим нагрузки в подошве фундамента:
Gf = b·l(d + 0.15)ymtγn=2,7*3,6(1.5 +0.15)20·0.95 =305 кН.
Для первого сочетания нагрузок:
e =
Для второго сочетания нагрузок:
e =
; ;
Расчётное сопротивление грунта основания:
где γcI , γсII - коэффициенты условий работы по СНиП 2.02.01-83*;
Кz - коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента (Кz=1)
Mγ, Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83' в зависимости от угла внутреннего трения (для
; Mγ = 0,61, Mq = 3,4, Mc = 6,04).усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента
усредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;
d1 –глубина заложения фундамента, d1=d;
db –высота подвала;
cII –значение коэффициента удельного сцепления.
Давление в подошве фундамента:
; ;G1 – вес стены, приходящийся на фундамент, кН.
Gf – ориентировочный вес фундамента, грунта не его уступах и подготовки под полы, (нагрузка в подошве фундамента).
;P1max=156*(1+6·0,11)=259кПа;
P2max=208·(1+6·0.11)=345кПа
Проверка условия:
РII 1.2≤R: 156<299 PIImax1.2≤1.2R: 259<359
208<299 345<359
Условие выполняется, недонапряжение составляет не более 20%.
Окончательно принимаем b=2.7 м; l=3,6 м.
Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны быть достаточными, чтобы удовлетворялось условие расчета основания по деформациям
S≤Su,
где S-совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;
Su- предельное значение совместной деформации основания и сооружения, которое принимается согласно СНиП 2.02.01-83*.
Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои hi=0,4b=0,4·2,7=1,08 м. Принимаем hi=1,08 м.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (z = 0) определяют по формуле:
где γII/- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м;
d - глубина заложения фундамента от уровня планировки при срезке грунта, м.
кН/м2Вертикальные напряжения от собственного веса грунта σzg на границе
слоев, расположенных на глубине z от подошвы фундамента, находят по следующей формуле:
где γIIi, hi- соответственно удельный вес, kH/м3 и толщина i-го слоя грунта, м.
Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:
где α- коэффициент, принимаемый по СНиПу в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон η=l/b=3,6/2.7=1,333 м, и относительной глубины расположения слоя ζ=2z/b=2*108/270=0,8;
Р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
Промежуточные вычисления производим в табличной форме (табл.3.).
Таблица 3
К расчету осадки основания фундамента.
z, см | ζ | η | α | σzp,кПа | σzp,кПа | σzpi, кПа | hi, см | E, кПа |
0 | 0 | 1,333 | 1 | 27 | 182 | 167,44 | 108 | 14·103 |
108 | 0,8 | 1,333 | 0,84 | 46,548 | 152,88 | 124,67 | 108 | 14·103 |
216 | 1,6 | 1,333 | 0,53 | 66,096 | 96,46 | 76,804 | 108 | 14·103 |
324 | 2,4 | 1,333 | 0,314 | 85,644 | 57,148 | 46,956 | 108 | 14·103 |
432 | 3,2 | 1,333 | 0,202 | 105,19 | 36,764 | 31,031 | 108 | 14·103 |
540 | 4 | 1,333 | 0,139 | 124,74 | 25,298 | Нижняя граница сжимаемой толщи | ||
648 | 4,8 | 1,333 | 0,1 | 144,29 | 18,2 |