double arrow

VI. глубина сезонного померзания грунтов

3

Нормативная глубина сезонного промерзания d fn принимается равной средней из максимальных ежегодных глубин промерзания (по данным наблюдений не менее чем за 10 лет) при уровне подземных вод ниже глубины сезонного промерзания.

где d 0 – величина в метрах, принимаемая равной:

для суглинков и глин 0,23
для супесей, песков мелких и пылеватых 0,28
для песков средней крупности, крупных и гравелистых 0,30
для крупнообломочных грунтов 0,34

При отсутствии данных нормативная глубина сезонного промерзания принимается на основе теплотехнического расчета.

Расчетная глубина промерзания d f определяется по формуле

,

где d fn - нормативная глубина сезонного промерзания;

k n – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на промерзание грунта у фундамента и принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий – по таблице 1.1, для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий – равным 1,1.

Т а б л и ц а 1.1 – Значения коэффициента k n

Особенности сооружения Коэффициент k n при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам (°С)
        20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:          
по грунту 1,30 1,00 1,10 0,80 0,90 0,70 0,80 0,60 0,80 0,60
на лагах по грунту 1,10 0,90 1,00 0,80 1,00 0,70 0,90 0,70 0,90 0,70
по утепленному цокольному перекрытию 1,05 0,80 1,00 0,80 1,00 0,80 1,00 0,70 0,90 0,70
С подвалом или техническим подпольем 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40
Примечания 1 Приведенные в таблице значения коэффициента k n относятся: в числителе – к сечениям ленточных фундаментов под наружные стены, расположенным у углов сооружения на расстоянии не более 5,0 м от них, в знаменателе – к сечениям оставшейся средней части длины наружных стен.

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 1.1

2 Для столбчатых и свайных фундаментов коэффициенты k n принимаются: при расчетной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам, не более 10°С – по таблице 1.1, при температуре воздуха более 10°С – по таблице 1.1 с увеличением соответствующих значений в 1,15 раза, но не более чем k n = 1,00.
3 Приведенные значения k n относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края подошвы фундамента a f менее или равно 0,5 м; при значении a f более 0,5 м значения k n повышаются на 0,10, но не более чем k n = 1,00. 4 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии – помещения первого этажа сооружений. 5 При промежуточных значениях температуры воздуха помещений значения k n принимаются с округлением до ближайшего большего значения, указанного в таблице 1.1.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условию недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

– для фундаментов под наружные стены – по таблице 1.2, считая от уровня планировки;

– для фундаментов внутренних стен и колонн – независимо от расчетной глубины промерзания;

– для сооружений с холодными подвалами или техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период года) – по таблице 1.2, считая от пола подвала или технического подполья.

Т а б л и ц а 1.2 – Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условию недопущения морозного пучения грунтов основания

Виды грунтов под подошвой фундамента и их характеристики Глубина заложения фундамента в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта d f
не зависит от d f не менее d f
Глубина расположения уровня подземных вод z, м, относительно расчетной глубины промерзания d f
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средние Независимо от расположения уровня подземных вод z
Пески мелкие и пылеватые, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем в количестве не более 30 % по массе z ³ 1,0 z < 1,0

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 1.2

Виды грунтов под подошвой фундамента и их характеристики Глубина заложения фундамента в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта d f
не зависит от d f не менее d f
Глубина расположения уровня подземных вод z, м, относительно расчетной глубины промерзания d f
Супеси z ³ 1,5 z < 1,5
Суглинки: I p £ 12 I p > 12 z ³ 2,0 z ³ 2,5 z < 2,0 z < 2,5
Глины I p £ 28 z ³ 3,0 z < 3,0
Примечание – В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания d f, соответствующие грунты должны залегать на глубину не менее нормативной глубины промерзания. В проекте должны быть предусмотрены, а при строительстве реализованы мероприятия, исключающие подъем уровня грунтовых вод.

3.2.2. Определение предварительных размеров подошвы фундамента.

Предварительное размеры фундаментов назначаются по конструктивным соображениям или из условия, чтобы среднее давление на основание под подошвой было равно условному значению расчетного давления R0, принятому в соответствии с требованиями, изложенными в приложении 4 СНиП 2.02.01.-83

По найденному значении расчетного давления R0, определяем предварительно площадь фундамента без учета собственного веса фундамента и грунта на обрезах по формуле

(3.3.)
(3.3)
,

где F' - площадь фундамента в первом приближении, м2;

N - сумма всех вертикальных нагрузок /расчетных/ действующих на фундамент, кН (дана в задании);

R0 - условное значение расчетного давления кН/м2;

(3.4.)
Далее находим размеры фундамента в первом приближении. Для квадратного в плане фундамента сторона его определяется по формуле
(3.4)

Для прямоугольного в плане фундамента его меньшая сторона определяется из соотношения

(3.5.)
(3.5)
,

где n – задаваемое для фундаментов соотношение сторон

Для круглого в плане фундамента его диаметр определяется по формуле:

(3.8.)
(3.8)

Для ленточного фундамента ширина его в первом приближении определяется из условия

(3.9)

(3.9.)

Вычислив приближенную ширину проектируемого фундамента, переходим к определению расчетного давления на грунт основания R согласно СНиП 2.02.01.-83-R кПа определяется:

а) для зданий без подвала

R = [Mγkz11+Mqd1γ11+McC11] (3.10)

б) для зданий с подвалом

(3.11)

,

(3.10)
где γc1γc2 - соответственно коэффициент условий работы грунтового основания и коэффициент условий работы здания и сооружения во взаимодействии с основанием, принимаемые согласно табл. СНиП 2.02.01.-83

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1, если испытания грунтов выполнены непосредственно на строительной площадке и 1,1 по косвенным данным (например, по таблицам СНиП);

Mq, Mγ, Mc – безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01.-83, в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения (табл. 3.2. настоящих указаний);

- меньшая сторона (ширина) подошвы фундамента, м;

d1- глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой, м;

Рис Схема фундамента для здания с подвалом

- осредненное (по слоям) расчетное значение объемного веса грунта залегающего выше отметки заложения фундамента, кН/м3;

- то же, но залегающего ниже подошвы фундамента, кН/м3;

- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1 - глибина закладання фундаментів безпідвальних споруд від рівня планування або приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, яку визначають за формулою

d1 = hs + hcf γ cf / γ'11, (E.2)

де hs - товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;

hcf - товщина конструкції підлоги підвалу, м;

γ cf - розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м3;

db - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд з підвалом глибиною понад 2 м приймають db = 2 м).

db - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд з підвалом глибиною понад 2 м приймають db = 2 м).

Таблица 3.1.

Значение коэффициентов условий работы γc1 и γc2

ВИДЫ ГРУНТОВ Коэффициент γc1 Коэффициент γc2 для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длинны здания (сооружения) или его отсека к его высоте L:H, равном:
4 и более 1,5 и менее
Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные грунты, кроме мелких и пылеватых 1,4 1,2 1,4
Пески мелкие: Сухие и маловлажные: Насыщенные водой:   1,3 1,2   1,1 1,1   1,3 1,3
Пески пылеватые: Сухие и маловлажные: Насыщенные водой:   1,2 1,1   1,0 1,0   1,2 1,2
Крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем и глинистые грунты с консистенцией 1,2 1,0 1,1
То же с консистенцией 1,1 1,0 1,0

Таблица 3.2.

Значение безразмерных коэффициентов Mγ, Mq, Mc:

Расчётное значение угла внутреннего трения φп, град. Mγ Mq Mc Расчётное значение угла внутреннего трения φп Mγ Mq Mc
    1.00 3.14   0.69 3.65 6.24
  0.01 1.06 3.23   0.72 3.87 6.45
  0.03 1.12 3.32   0.78 4.11 6.67
  0.04 1.18 3.41   0.84 4.37 6.90
  0.06 1.25 3.51   0.91 4.64 7.14
  0.08 1.32 3.61   0.98 4.93 7.40
  0.10 1.39 3.71   1.06 5.25 7.67
  0.12 1.47 3.82   1.15 5.59 7.95
  0.14 1.55 3.93   1.24 5.95 8.24
  0.16 1.64 4.05   1.34 6.34 8.55
  0.18 1.73 4.17   1.44 6.76 8.88
  0.21 1.83 4.29   1.55 7.22 9.22
  0.23 1.94 4.42   1.68 7.71 9.58
  0.26 2.05 4.55   1.81 8.24 9.97
  0.29 2.17 4.69   1.95 8.81 10.37
  0.32 2.30 4.84   2.11 9.44 10.80
  0.36 2.43 4.99   2.28 10.11 11.25
  0.39 2.57 5.15   2.46 10.85 11.73
  0.43 2.73 5.31   2.66 11.64 12.24
  0.47 2.89 5.48   2.88 12.51 12.79
  0.51 3.06 5.66   3.12 13.46 13.37
  0.56 3.24 5.84   3.38 14.50 13.98
  0.61 3.44 6.04   3.66 15.64 14.64

При глубине заложения фундамента менее 1 м для вычисления R в формулу (3.10) подставляется h=1м, кроме случая, когда основанием являются водонасыщеные, пылеватые пески и глинистые грунты с консистенцией, при котором, глубина заложения принимается фактическая от уровня планировки.

При ширине подвала более 20 м и глубине более 2м, глубина заложения фундамента d принимается равной (глубине исчисляемой от пола подвала).

Определение расчетного давления для оснований, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться, на основе специальных исследований.

По найденному в первом приближении расчетному давлению на грунт основания R' кН/м2 (для ширины фундамента ) вычисляется площадь проектируемого фундамента F'' (м2) во второй приближении с учетом его собственного веса и грунта на обрезах фундамента по формуле:

(3.13.)
,

где - средний объемный вес материала фундамента и грунта на обрезах, принимаемый равным 20 кН/м3;

d глубина заложения фундамента, м;

- сумма всех вертикальных нагрузок (расчетных), действующих на фундамент от сооружения, кН.

Далее для площади F" вычисляем новые размеры сторон фундамента в плане в зависимости от вида и формы подошвы по формулам (3.4 - 3.9).

По найденным во втором приближении размерам фундамента определяем вновь расчетное давление на грунт основания R" с учетом новых размеров фундамента, подставляя в формулы (3.10.) и (3.11.) ширину .

Вычисляем по формуле (3.13.) новое значение площади фундамента F с учетом найденной величины R" и собственного веса фундамента и грунта на обрезах.

Для новой площади F аналогичным образом определяем размеры фундамента в третьем приближении. Вычисленные размеры фундамента в третьем приближении сопоставляют с полученными размерами фундамента во втором приближении, и если разница в размерах второго и третьего приближения не превосходит 5%, то дальнейший расчет подошвы фундамента прекращается. Указанному соответствует условие:

(3.14.)
,

где - размеры фундамента во второй приближении, м;

- размеры фундамента в третьем (конечном) приближении, м;

Если условие (3.14.) не выполняется, то необходимо продолжить расчеты по определению новых значений расчетного давления и размеров подошвы фундамента.

3.2.3. Проверка краевых давлений под подошвой фундамента.

Для центрально нагруженных фундаментов среднее фактическое давление на основание под подошвой фундамента должно удовлетворять условию:

(3.16.)
,

где N - сумма всех вертикальных расчетных нагрузок, действующих на фундамент от сооружения, кН;

Qф - расчетное значение нагрузки от собственного веса фундамента, кН;

F - площадь фундамента, м2; R – расчетное сопротивление грунта.

Для внецентренно нагруженного фундамента давления на грунт у края его подошвы определяются по формуле:

(3.17.)
,

где N, Qф, F - то же, что в формуле (3.16);

М - расчетное значение изгибающего момента, действующего вдоль каждой оси фундамента от внецентренного приложения нагрузки на уровне обрезов фундамента, кНм;

W - момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3, равный:

(3.18.)
а) для квадратных, в плане фундаментов:

б) для круглых и многоугольных:

(3.19.)

(3.20.)
в) кольцевых:

(3.21.)
г) для прямоугольных в плане фундаментов:

или

в зависимости от направления действия моментов.

(3.22.)
Среднее давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента:

(3.23.)
При этом краевое давление при действии изгибающего момента вдоль каждой оси фундамента:

При учете влияния соседних фундаментов на проектируемый, величина наибольшего краевого давления в угловой точке не должна превышать 1,5R, где R - расчетное давление на основание.

Если условия (3.16) или (3.22) и (3.23) удовлетворяются, то размеры фундамента в плане оставляют принятыми ранее для третьего приближения (b, l, d). В других случаях необходимо изменить размеры подошвы фундамента, что можно сделать путем постепенного подбора или аналитическим способом, решая уравнения относительно размеров сторон в плане, а именно:

а) для квадратного

б) для круглого

г) для прямоугольного

д) для ленточного

3.2.4. Расчет прочности и конструирование фундаментов

По имеющимся размерам фундамента в плане, глубине заложения, размеру сечения колонн в плане подбирается конструкция фундамента.

Отметка верхнего обреза фундамента назначается на 0,15 м ниже условной отметки пола первого этажа, принимаемой за - 0,0. Высота фундамента дополнительно корректируется условием заделки колонны в стакан.

Глубина заделки колонны в стакан h3 принимается равной hk для центрально нагруженных квадратных фундаментов, а также для прямоугольных внецентренно нагруженных фундаментов с эксцентриситетом, е≤2hk. Для прямоугольных фундаментов с эксцентриситетом е<2h глубина заделки колонны принимается в интервале hk<h3≤1.4hk

Глубина заделки колонны в стакан дополнительно должна удовлетворять требованию заделки рабочей арматуры колонны, которая принимается равной:

для колонн прямоугольного сечения с рабочей арматурой класса A-II для проектной марки бетона В15 для бетона класса В15

для колонн с рабочей аркатурой класса А-Ш для бетона класса В15 для класса марки бетона В15

Глубина заделки двухветвевых колонн определяется из условия:

,

где - расстояние между наружными гранями ветвей колонны (м).

При глубине заделки двухветвевых колонн в фундамент принимается равной 1,2 м.

Под сборные двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранями ветвей колонны рекомендуется выполнять устройство отдельных стаканов под каждую ветвь с заделкой каждой ветви на величину .

Толщина стенок неармированного стакана поверху принимается не менее 0,75 глубины стакана и не менее 200 мм.

Толщина армированной стаканной части принимается по расчету согласно СНиП 2.03.01.-84, но не менее 200 мм.

Зазоры между стенками стакана и колонны должна приниматься равными 75 мм поверху и 50 мм понизу. Бетон для замоноличивания колонны в стакане фундамента принимается класса не менее В15.

Толщина дна стакана принимается по расчету на раскалывание, но не менее 200 мм.

В тех случаях, когда высота фундамента с учетом всех факторов (глубины заложения, отметки верха стакана, глубины стакана, толщины дна стакана) получается большой, то высоту фундамента следует увеличивать за счет подколонника. При этом фундамент по высоте разделяется на плитную часть и подколонник. Если размеры фундамента в плане не превышают соответственно , то фундамент конструируется с повышенной стаканной частью (подколонником). В остальных случаях фундамент выполняется без повышенной стаканной части (рис.3.3).

Рис. 3.3. Схема конструирования фундамента с повышенной стаканной частью (подколонником).

а - жёсткий фундамент; б - фундамент с подколонником.

Требуемая высота отдельно стоящего фундамента или его плитной части для фундаментов с повышенной стаканной частью вычисляется из условия прочности на продавливание по формуле:

а) для прямоугольных фундаментов

(3.24.)

б) для квадратных в плане фундаментов

(3.24'.)

в) для круглых в плане фундаментов

(3.24".)

(3.25.)
Кроме того, высота нижней ступени фундамента должна проверяться из условия прочности на срез по формуле:

Необходимая высота Н0 ленточных фундаментов устанавливается из условия прочности та срез:

(3.26.)

В формулах (3.24) - (3.26) приняты обозначения:

- соответственно меньшая и большая сторона сечения колоны или подколонника ();

- коэффициент, характеризующий отношение расчетного сопротивления бетона растяжению Rbt (по табл.13 СНиП 2.03.01.-84), к среднему давлению грунта под подошвой фундамента P вычисленного по ф-ле 3.16.

= Rbt

Таблица 13 из СНиП 2.03.01.-84

  Вид сопротивления   Бетон Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt при классе бетона по прочности на сжатие, МПа / кгс/см2.  
    В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40
  Сжатие осевое (приз­менная прочность) Rb   Тяжелый и мелкозернистый   2,1 21,4   2,8 28,6   4,5 45,9   6,0 61,2   7,5 76,5   8,5 86,7   11,5 117   14,5 148   17,0 173   19,5 199   22,0 224
  Растяжение осевое Rbt   Тяжелый   0,26 2,65   0,37 3,77   0,48 4,89   0,57 5,81   0,66 6,73   0,75 7,65   0,90 9,18   1,05 10,7   1,20 12,2   1,30 13,3   1,40 14,3
                           

Примечания: 1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой — в кгс/см2.

- коэффициент, характеризующий отношение ширины фундамента к меньшей стороне колонны (или подколонника );

- то же, площади фундамента F к площади сечения колонны FК

(или подколонника Fn).

За расчетную высоту фундамента или его плитной части, принимают большее значение, из вычисленных, то формулам (3.24.) - (3.26.) и корректируют его с учетом модульных размеров, кратных 300 мм.

Высоту ступеней рекомендуемся назначать равной 300, 450 и при большей высоте плитной части 600 мм (табл.3.3.). Вынос ступеней фундамента назначается из расчета их прочности на срез ина продавливание, рекомендуется принимать по табл.З.4.

(3.27.)
После окончательного подбора размеров фундамента необходимо произвести проверку жесткости фундамента. Проверка жесткости осуществляется по нижним размерам в плане пирамиды продавливания ( или для круглых), . Для жесткого фундамента должно выполняться условие:

,

где - окончательные размеры подошвы фундамента.

(3.28.)
Размеры основания пирамиды продавливания (рис.3.3) определяются по формуле:

,

- размер колонны (сооружения) понизу, м;

- высота фундамента, м;

- угол распределения напряжений в материале фундамента (или угол жесткости), принимаемый равным 450 для железобетонных и неармированных фундаментов при бетоне марки 200 и выше.

Рис. Конструирование верха подколонника

Рис. 3.3. Схема работы жесткого и гибкого фундаментов.

Рис. 3.4. Схема расчета фундамента на продавливание.

Если условие (3.27) выполняется, то фундамент является жестким и его армирование выполняется по минимальному проценту армирования (иногда конструктивно). Когда условие (3.27.) не выполняется, то фундамент считается либо фундаментом конечной жесткости, либо гибким, и тогда расчет его конструкции необходимо производить согласно СНиП 2.03.01-84 "Железобетонные конструкции" или по соответствующим учебникам и справочной литературе.

Для ленточных фундаментов вместо условия (3.27) - (3.28.) устанавливают показатель гибкости в продольном и поперечном направлениях, по значениям которого определяют вид фундамента:жесткий, конечной длинны или бесконечно длинная полоса.

(3.29.)
Показатель гибкости в продольном направлении –tl определяется по формуле:

,

где - модуль деформации грунта основания, кН/м2;

- полудлина ленточного фундамента (балки), м;

- модуль деформации бетона, кН/м2;

- высота плитной части фундамента или балки, м;

Если - полоса или балка считается абсолютно жесткой и относится к категории жестких полос; при полосу рассчитывают как имеющую конечную жесткость и длину и относят к категории коротких; при - полосу считают бесконечно длинной и относят к категории длинных полос.

Для ленточных фундаментов, загруженных равномерно распределенной нагрузкой (стена здания) пределы имеют другие значения: при фундаменты относятся к категорий жестких полос, а при - к категории длинных полос.

Усилия в конструкциях указанных видов балок (полос) определяется методами Горбунова-Посадова (см. И.И.Горбунов-Посадов., Расчет конструкций на упругом основании M-I953 г.; М-1973 г.). По найденным усилиям фундамент рассчитывается по требованиям СНиП 2.03.01-83.

Показатель гибкости в поперечном направлении определяется по формуле:

(3.29.)
,

где - модуль деформации грунта основания, кН/м2;

- полудлина ленточного фундамента (балки), м;

- модуль деформации бетона, кН/м2;

- полуширина ленточного фундамента;

При балки относятся к абсолютно жестким, и расчитываются только в продольном направлении.

Высота фундамента проверяется из условия прочности его на продавливание по поверхности усеченной пирамиды, верхним основанием которой является нижнее сечение колонны (или сооружения), а грани наклонены под углом жесткости .

Расчет на продавливание центрально и внецентренно нагруженных стаканных фундаментов квадратных и прямоугольных в плане производится на действие расчетной нормальной силы N, действующей в сечении колонны у обреза фундамента.

Проверка фундамента по прочности на действие только нормальной силы N производится:

а) на продавливание фундамента колонной от дна стакана;

б) на раскалывание фундамента колонной.

Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной производится от дна стакана (рис. 3.4.) только для монтажных нагрузок по формуле:

(3.30.)
,

где - расчетная нормальная сила в сечении колонны у обреза фундамента;

(3.31.)
- площади многоугольника abcdeg (см. рис. 3.4.) равная:

- рабочая высота дна стакана, принимаемая от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры;

- размеры меньшей и большей сторон дна стакана;

(3.32.)
- средняя ширина пирамиды продавливания:

Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия нормальной силы N производится из условий

       
 
(3.33)
   
(3.34)
 


где - коэффициент трения бетона по бетону, принимаемый равным 0,75;

k - коэффициент условий работы фундамента в грунте, принимаемый и равным 1,3;

- площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечения колонны, параллельно соответственно сторонам l и b подошвы фундамента за вычетом стакана фундамента (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Схема расчета фундамента по прочности на раскалывание

При расчёт ведётся по формуле (3.33).

При по формуле (3.34).

При расчете по формуле (3.33) величина не должна приниматься менее 0,4, а по формуле (3.34) величина не должна быть более 2,5. По результатам расчетов на продавливание и раскалывание принимается большая величина несущей способности фундамента.

Проверка на продавливание и раскалывание не производится при высоте фундамента от подошвы до дна стакана (рис. 3.6), соответствующей

 
 
(3.35.)

и

Рис. 3.6. Схема фундамента при проверке на продавливание и раскалывание.

Высота фундамента без стакана (рис.3.7) проверяется из условия прочности его на продавливание по поверхности усеченной пирамиды, верхним основанием которой является нижнее сечение колонны или сооружения, а грани наклонены под углом жесткости

Расчет на продавливание производится из условия

 
 
(3.36)


Отсюда необходимая высота

 
 
(3.37)


где F0 - площадь многоугольника a, b, c, d, e, g (рис.3.7), определяемая по формуле:

 
 
(3.38)


Рис.3.7. Схема фундамента при определении его высоты без стакана из условия прочности на продавливание.

Высота ступеней (рис.3,8) назначаются в зависимости от полной высоты полной части фундамента в соответствии с табл. 3.3.

Таблица 3.3.

Высота ступеней плитной части фундамента

Высота плитной части фундамента h, см Высота ступени, см
h1 h2 h3
    - _
    -  
      -
      -
       
       
       
       

Вынос нижней ступени фундамента можно определять по табл.3.4. (из условия прочности ступени на срез).

Таблица 3.4.

Вынос нижней ступени фундамента С1

Pг кПа Вынос ступени С1 при классах бетона
В12,5 В15 В20
  2,5 h1 2,5 h1 2,5 h1
  2,1 h1 2,4 h1 2,5 h1
  1,9 h1 2,1 h1 2,5 h1
  1,7 h1 1,9 h1 2,3 h1
  1,6 h1 1,7 h1 2,1 h1
  1,5 h1 1,6 h1 2.0 h1
  1,4 h1 1,5 h1 1,9 h1

Минимальные размеры остальных ступеней в плане определяются после установления выноса нижней ступени С1 пересечениями линии АВ (рис.3.8) с линиями, ограничивающими высоты ступеней.

Рис.3.8. Схема фундамента при определении размеров его ступеней.

3.2.5. Определение сечения арматуры по подошве фундамента

Сечение рабочей арматуры по подошве фундамента определяется, но расчета на изгиб консольного выступа фундамента в сечениях по грани колонны и по граням ступеней фундамента. Изгибающий момент возникает от реактивного давления грунта под подошвой фундамента.

Сечение арматуры параллельной стороне фундамента , в сечении по грани колонны 1-1 (рис.3.9) на 1 м ширины фундамента определяется по формуле

 
 
(3.39.)


где hо - рабочая высота фундамента;

Rа - расчетное сопротивление арматуры растяжению(см. таблицу ниже);

  Стержневая Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)
арматура классов растяжению  
    продольной Rs   сжатию Rsc
  А-I   225 (2300)     225 (2300)
А-II 280 (2850)   280 (2850)
А-III диаметром, мм: 6 ¾ 8   355 (3600)     355 (3600)
10—40 365 (3750)   365 (3750)
А-IV 510 (5200)   450 (4600)**
А-V 680 (6950)   500 (5100)**
А-VI 815 (8300)   500 (5100)**
Aт-VII 980 (10 000)   500 (5100)**
А-IIIв с контролем: удлинения и напряжения   490 (5000)     200 (2000)
только удлинения 450 (4600)   200 (2000)
       

М1-1 - изгибающий момент в сечении 1-1, определяется по формуле

 
 
(3.40.)


По граням ступеней в сечениях 2-2 и 3-3 сечение арматуры на 1 м ширины фундамента и расчетные изгибающие моменты определяется по аналогичным формулам:

 
 
(3.41.)


 
 
(3.42.)


       
 
(3.43.)
 
   
(3.44.)



Давление на грунт P2 вычисляется по формуле (3.17).

Давление на грунт P3 определяется по формуле:

 
 
(3.45.)


где К - коэффициент, вычисляемый для сечения 1-1 как для 2-2 а для сечения 3-3 -

Сечение арматуры, параллельной стороне b, в сечении по граням колоны 4-4 на 1 м длины фундамента определяется по формуле

где

По граням ступеней в сечениях 5-5 и 6-6 Fb и М определяется по формулам:

где

где

Давление на грунт Р1 вычисляется по формуле (3.17).

Количество стержней и их диаметр определяется из условия принимаемого шага раскладки арматуры. Рекомендуемый шаг 200, 250мм.

В сечении 1-1

В сечении 2-2

В сечении 3-3

Рис.3.9 Схема фундамента при определении сечения арматуры по подошве

3.2.6. Расчет осадки фундамента

СНиП 2.02.01-83 рекомендует производить определение осадки фундамента по двум расчетным схемам основания, представленным:

а) в виде упругого линейно-деформированного полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи основания;

б) в виде линейно-деформированного слоя конечной толщины.

А. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования для схемы линейно-деформируемого полупространства.

Метод позволяет определить осадку как отдельно стоящего фундамента, так и фундамента, на осадку которого влияют нагрузки, передаваемые соседними фундаментами.

Рекомендуется следующая последовательность расчета осадки (рис. 3.10.)

1. Определяют полное давление в кН/м2 под подошвой фундамента:

2. Вычисляют природное (бытовое) давление в в кН/м2 под подошвой фундамента:

Рис. 3.10. Схема расчета осадки фундамента методом послойного суммирования для схемы линейно-деформируемого полупространства.

3. Устанавливают дополнительное (к природному) вертикальное давление в кН/м2 под подошвой фундамента:

4. Задаются толщиной элементарного слоя (СНиП рекомендует принимать или - для фундаментов промышленных и гражданских зданий, или - для гидротехнических сооружений).

5. Задают шаг коэффициента относительно глубины

0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0… и т.д.

6. Определяют по табл. 1 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 для заданных и формы подошвы фундамента (круглый, квадратный, прямоугольный , ленточный ), значение коэффициента , учитывающего изменение по глубине дополнительного давления в грунте.

7. Вычисляют дополнительное давление в грунте в тс/м2 на глубине от подошвы фундамента:

8. Определяют природное (бытовое) давление в тс/м2 на глубине , для установления границы сжимаемой толщи (ГСТ) по формуле:

( - число элементарных слоев)

Для песчаных и глинистых грунтов СНиП рекомендует принимать ГСТ на глубине, где природное давление в пять раз превышает дополнительное, т.е. должно выполняться условие:

Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи заканчивается в слое грунта с модулем деформации 50 МПа или если такой слой залегает непосредственно ниже этой границы, то этот слой должен быть включен в состав сжимаемой толщи. В этих случаях граница сжимаемой толщи ограничивается соотношением:

Учет влияния соседних фундаментов на осадку рассчитываемого производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83

Осадка основания фундамента по методу послойного суммирования определяется (с учетом и без учета влияния соседних фундаментов) по формуле:

,

где - конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

- число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая толща слоя;

- толщина i-го слоя грунта ();

- модуль общей деформации i-го слоя грунта;

- безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


3

Сейчас читают про: