Фундаменты промышленного здания (стр. 8 из 8)
кПа.Дополнительные напряжения с глубиной затухают и их значение определяются по формуле
,Коэффициент α для каждого рассматриваемого случая, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по таблице, в зависимости от параметров:
и 
.Для построения эпюры дополнительных давлений
вся толща ниже подошвы условного фундамента разбивается на элементарные слои. Толщина элементарного слоя должна быть не более 0,25by. При этом, каждый элементарный слой должен быть однородным. Среднее дополнительное напряжение 
для каждого элементарного слоя определяют как среднеарифметическое значение между дополнительными напряжениями на верхней и нижней границах элементарного слоя.Активную зону, в пределах которой учитывается сжатие грунта, определим из условия
Глубина, на которой выполняется данное условие, и будет нижней границей сжимаемой толщи (ВС). Расчет выполним в табличной форме.Осадка основания условного фундамента определим по формуле:
где
- среднее напряжение в i – ом слое грунта, кПа;hi – толщина i – го слоя грунта, м;
Еi – модуль деформации i – го слоя грунта, кПа;
β – коэффициент, принимаемый β = 0,8;
n – число элементарных слоев, на которое разбита сжимаемая толща.
S = 0,8 [
] = 1,4см;Максимальная осадка для производственного здания с полным железобетонным каркасом с соответствии с приложением 4, [2] не должна превышать
S = 1,4см < Smax = 8 см.Условие расчета свайного фундамента по предельному состоянию выполняется.
| № | z | h |  | α | δzq |  |  | δzp |  | E | S |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 0 | 0 | 0,00 | 1,00 | 111,00 | 22,20 | 1,69 | 176,29 | ||||
| 1 | 0,7 | 0,7 | 0,58 | 0,91 | 115,02 | 23,00 | 1,69 | 160,42 | 168,36 | 18000 | 0,0046 |
| 2 | 1,4 | 0,7 | 1,17 | 0,67 | 119,04 | 23,81 | 1,69 | 118,11 | 139,27 | 18000 | 0,0038 |
| 3 | 2,1 | 0,7 | 1,75 | 0,48 | 123,05 | 24,61 | 1,69 | 84,62 | 101,37 | 18000 | 0,0028 |
| 4 | 2,8 | 0,6 | 2,33 | 0,39 | 127,07 | 25,41 | 1,69 | 68,75 | 76,69 | 18000 | 0,0015 |
| 5 | 3,4 | 0,6 | 2,83 | 0,25 | 130,52 | 26,10 | 1,69 | 44,07 | 56,41 | 18000 | 0,0011 |
| 6 | 4 | 0,6 | 3,33 | 0,18 | 133,96 | 26,79 | 1,69 | 31,73 | 37,90 | 18000 | 0,0008 |
| 7 | 4,6 | 0,7 | 3,83 | 0,14 | 171,67 | 34,33 | 1,69 | 24,68 | 28,21 | 24000 | 0,0001 |
| Итого | 0,0139 | ||||||||||
Рис. 7. Схема к определению размеров осадки свайного фундамента
4.3.6. Расчет ростверка на прочность
Расчетное усилие в сваях от нагрузок на уровне верха ростверка равно: N = 564 кН. Расчетное продавливающее усилие действующее на ростверк :
∑Npi=564×5=2820 кН;
Расчетное продавливающее усилие, воспринимаемое ростверком:
,a1 = 900/50 = 18; a2 = 900/250 = 3,6 ; с1 = 0,5м; с2 = 0,25м.
где - Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
Rbt = 0,9∙0,85∙1 = 0,765 МПа;
h0 – рабочая высота ростверка;
c1, c2 – расстояние от соответствующих граней колонн до внутренних граней каждого ряда свай, принимаемые от 0,4h0 до h0;
bc, dc – ширина и высота сечения колонны;
α1, α2 – безразмерные коэффициенты, равные
.N =2∙0,765∙103∙0,8 [18(0,4 + 0,25) + 3,6 (0,6+ 0,5)] = 4888,35 кН.
- условие выполняется, высота ростверка достаточна.Поскольку
N = 4888,35 кН > åN = 2820 кН.
Проверяем прочность ступени на продавливание угловой сваей, заделанной в ростверк на 5 см:
где – Np – расчетная нагрузка на угловую сваю, подсчитанная от нагрузок, действующих в плоскости низа ростверка;
h2 – высота ступени ростверка от верха сваи;
b02, b01 – расстояние от внутренних граней угловой сваи до ближайших наружных граней ростверка;
C01, C02 – расстояние от внутренних граней свай до ближайших граней ступени ростверка или подколонника.
h2 = 90-5 = 85см; C01 = C02 = 5см; b01 = b02 = 40см;
h2 / C01 = 85/5 = 17 > 2,5 – принимаем C01 = C02 = h2 /2,5 = 34 см:
Np =0,85∙103∙85∙1 (40 + 34/2) = 411,82 кН > Npi = 216,77кН;
Проверяем высоту ступени по поперечной силе. Для h0 / C > 1,67 находим
m = 2,5
Np =m∙b∙ho1∙Rbt = 2,5∙2,5∙80∙8,5= 4250 кН > 2∙Npi = 433,54 кН.
Высота ступени h2 = 85 см достаточна.
Подбираем арматуру:
М1 = 564*0,25*2=282 кН*м
М2 = 564*0,05*2=56,4 кН*м
Требуемая расчетная площадь сечения продольной арматуры класса А-III подошвы ростверка:
A1 =M1/0,9∙Rs∙ ho = 282∙103 / 0,9∙0,80∙365 = 1934,9мм2
Принимаем арматуру А1 7ø20А-III, Аs = 2199мм2 с шагом 200мм.
Требуемая расчетная площадь сечения поперечной арматуры класса А-III подошвы ростверка:
A2 =M2/0,9∙Rs∙ ho = 56,6∙103 / 0,9∙0,80∙365 = 386,8 мм2
Принимаем арматуру А2 11ø10А-III, Аs = 863,5мм2 с шагом 200мм.
4.4. Подбор сваебойного оборудования
Определим минимальную энергию удара, необходимую для погружения свай по формуле:
E=1,75×a×Fv,
где а – коэффициент, равный 25 Дж/кН;
Fv – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю и принятая в проекте, кН.
Е=1,75×25×564=24675 Дж
По техническим характеристикам принимаем трубчатый дизель-молот
С-996 с энергией удара 27 кДж. Полный вес молота Gh=36500 Н, вес ударной части G’h=16000 Н. Вес сваи С7-30 =16000 Н. Вес наголовника примем 2000 Н. Расчетная энергия удара дизель-молота С-996:
Ер=0,9G’h×hm=0,9×16000×2=28800 Дж.
Проверим условие пригодности принятого молота:
,где Ер – расчетная энергия удара;
Gk – полный вес молота;
Gb – вес сваи и наголовника;
Km – коэффициент, принимаемый при использовании железобетонных свай.
(36500+16000+2000) / 28800 =1,89 < 6
Условие соблюдается. Следовательно, принятый трубчатый дизельный молот С-996 обеспечивает погружение свай С7-30.
4.5. Определение проектного отказа сваи
Проектный отказ необходим для контроля несущей способности свай в процессе производства работ. Если фактический отказ при испытании свай динамической нагрузкой окажется больше проектного, то несущая способность сваи может оказаться необеспеченной. Проектный отказ определяется по формуле:
,где h - коэффициент, принимаемый для железобетона свай, h=1500 кН/м2;
А – площадь поперечного сечения ствола сваи;
М – коэффициент, равный 1;
gк – коэффициент надежности, принимаемый при определении несущей способности сваи по расчету;
Ер – расчетная энергия удара;
Fv – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю и принятая в проекте;
m1 – масса молота;
m2 – масса сваи и наголовника;
m3 – масса подбабка;
e - коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай e2=0,2.
Sp = [1500∙0,09∙28,80 / (1,4∙564)*∙((1,4∙564) +1500∙0,09)] ∙ [(3,65 + 0,2(1,8+0)) / (3,65 + 1,8+0)] = 0,00221 м = 0,22 см.
Список литературы:
1. Методические указания. Оценка грунтовых условий площадки строительства.
2. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 50 с.
3. Основания, фундаменты и подземные сооружения/ М.И. Горбунов-Посадов, В.А. Ильичев, и д.р.; Под общ. ред. Е.А. Сорочана. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с. (Справочник проектировщика).
4. Сорочан Е.А. Фундаменты промышленных зданий. – М.: Стройиздат, 1986. – 303 с.
5. Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов Б.И. и др. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1970. – 383 с.
6. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебник/ С.Б. Ухов и др. – М., 1994. – 527 с.
7. СНиП 2.07.01-85 Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 40 с.
8. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 80 с.
9. СНиП 2.02.03 – 85 Свайные фундаменты. / М.: Стройиздат, 1985.