Сечение 3 – 3

d = 0.3 + 0.1 + 0.1 + 1.6 = 2.1 м.

Лист

3.2. Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов. 3.2.1. Сечение 5 – 5.
g = 20 g = 18.5 g = 20.2 g = 18.5	Предварительная площадь подошвы фундамента: A = где N_OII – нормативная вертикальная нагрузка от сооружения, приложенная к обрезу фундамента, определяемая как сумма постоянной и временной нагрузок, КН; R_O – условное расчётное сопротив - ление несущего слоя грунта основания, кПа; d – глубина заложения фундамента, м;
g_ср– среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое обычно равным 20 кН/м³. No_II=7(102+18)=840 кН d = 1.6 + 0.1 + 1.5 = 3.2 м. A = = = 4.56 м² К расчёту принимается фундамент типа: Ф6.2.1.1. с А = 5.67 м², b = 2.1 м, V_ф = 3.4 м³, N_ф = 85 кН. Расчётное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента: R = [M_nK_Zbg_II + M_qd₁* + (M_q-1)d_B + M_C*C_II] где γ_c1, γ_c2– коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3 [2]; k – коэффициент, принимаемый в курсовом проекте равным 1.1, т.к. прочностные характеристики грунта (φ и С) приняты по таблицам СНиПа [2]; M _n, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые по табл.4 [2] в зависимости от угла внутреннего трения (φ) грунта; k_z– коэффициент, принимаемый равным при b< 10м k_z=1; b – ширина подошвы фундамента, м; γ_II - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на всю глубину разведанной толщи грунтов (при наличии подземных вод определяются с учётом взвешивающего действия воды – γ_sb, кН/м³, определяемый по формуле:
		Лист

g_II = где γ_iи h_i – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта, залегающего ниже подошвы; – то же для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента. Для грунтов обратной засыпки = 0.95* , где – осреднённое значение удельного веса грунтов ненарушенного сложения, залегающих выше подошвы фундамента; C_II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; d₁– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения для наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле: d₁ = h_S + h_cf* где h_S– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; h_cf- толщина конструкции пола подвала (в курсовом проекте принимается равной 0.1 м); γ_cf - расчётное значение удельного веса конструкции пола подвала (принимается равным 22 кН/м³); d_b - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B<20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала B>20 м d_b = 0). γ_c1 = 1.25; γ_c2 = 1.1; k = 1.1; M_n =0.72; k_z=1; M_q = 3.87; M_c = 6.45; C_II = 13 кПа; γ_w=10 кН/м³; h_S = 1.5 м; d_b =2 м; Удельный вес водопроницаемых грунтов, к которым можно отнести все пески, супеси, суглинки, залегающие ниже уровня подземных вод, но выше водоупора – глины, вычисляется с учётом взвешивающего действия воды γ_sb. g_Sb = , где γ_s, γ_w – удельный вес частиц грунта и воды соответственно; e – коэффициент пористости. g_sb2 = = = 10.31 kH/м³, g_sb3 = = = 9.19 kH/м³, g_II = = 12.69 kH/м³ g_IIo = 0.9518.5 = 17.575 кН/м³ d₁ = 1.5 + 0.1 = 1.641 м
		Лист

R = *[0.72*1*2.1*12.69 + 3.87*1.641*17.575 + (3.87 – 1)*2*17.575 +

+ 6.45*13] = 394.41 кПа

По вычисленному расчётному сопротивлению грунта уточняются размеры фундамента из условия:

A = ,

A = = 2.54 м²

К расчёту принимается фундамент типа:

Ф2.1.1.1. с А = 2.70 м², b = 1.5 м, V_ф = 1.8 м³, N_ф = 45 кН.

R = *[0.72*1*1.5*12.69 + 3.87*1.641*17.575 + (3.87 – 1)*2*17.575 +

+ 6.45*13] = 387.56 кПа

A = = 2.6 м²

К окончательному расчёту принимается фундамент типа Ф2.1.1.1. со следующими параметрами: А = 2.70 м², b = 1.5 м, V_ф = 1.8 м³, N_ф = 45 кН.

a1=1.8 м; an=0.9 м; b1=1.5 м; bn=0.9м; Hф=1.5м

Определение размеров центрально нагруженных

фундаментов считается законченным, если выполняется

условие:

P_II < R,

где P_II– среднее давление под подошвой фундамента,

кПа, определяемое по формуле:

P_II = ,

где N_II– суммарная вертикальная нагрузка на

основание, кН, включая вес фундамента N_ф_II и грунта

на его уступах N_гр_II:

N_II = No_II + N_ф_II + N_гр_II

А – площадь подошвы проектируемого фундамента, м²

V = d*A – V_ф = 3.2*2.7 – 1.8 = 6.84 м³

N_гр_II = V* = 6.84*17.575 = 120.213 кН

N_II= 840 + 45 + 120.213 = 1005.213 кН

P_II = = 372.3 кПа

P_II = 372.3 кПа < R = 387.56 кПа Условие выполняется

Найденная величина P_IIдолжна не только удовлетворять условию, но и быть по

возможности близка к значению расчётного сопротивления грунта (допустимое

отличие от расчётного сопротивления должно быть не более 10% в меньшую

сторону).

D = *100% = *100% = 3.94 %

Лист

3.2.2. Сечение 2 – 2.
g = 20 g = 18.5 g = 20.2 g = 18.5	Предварительная площадь подошвы фундамента: A = где N_OII – нормативная вертикальная нагрузка от сооружения, приложенная к обрезу фундамента, определяемая как сумма постоянной и временной нагрузок, КН; R_O – условное расчётное сопротив - ление несущего слоя грунта основания, кПа; d – глубина заложения фундамента, м;
g_ср– среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое обычно равным 20 кН/м³. No_II= 7(93+16) = 763 кН d = 0.15 + 1.5 = 1.65 м. A = = = 3.55 м² К расчёту принимается фундамент типа: Ф4.1.1.1. с А = 3.78 м², b = 1.8 м, V_ф = 2.1 м³, N_ф = 52.5 кН. Расчётное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента: R = [M_nK_Zbg_II + M_qd₁* + (M_q-1)d_B + M_C*C_II] где γ_c1, γ_c2– коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3 [2]; k – коэффициент, принимаемый в курсовом проекте равным 1.1, т.к. прочностные характеристики грунта (φ и С) приняты по таблицам СНиПа [2]; M _n, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые по табл.4 [2] в зависимости от угла внутреннего трения (φ) грунта; k_z– коэффициент, принимаемый равным при b< 10м k_z=1; b – ширина подошвы фундамента, м; γ_II - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на всю глубину разведанной толщи грунтов (при наличии подземных вод определяются с учётом взвешивающего действия воды – γ_sb, кН/м³, определяемый по формуле:
		Лист

g_II = где γ_iи h_i – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта, залегающего ниже подошвы; – то же для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента. Для грунтов обратной засыпки = 0.95* , где – осреднённое значение удельного веса грунтов ненарушенного сложения, залегающих выше подошвы фундамента; C_II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; d₁– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения для наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле: d₁ = h_S + h_cf* где h_S– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; h_cf- толщина конструкции пола подвала (в курсовом проекте принимается равной 0.1 м); γ_cf - расчётное значение удельного веса конструкции пола подвала (принимается равным 22 кН/м³); d_b - глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B<20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала B>20 м d_b = 0). γ_c1 = 1.25; γ_c2 = 1.1; k = 1.1; M_n =0.72; k_z=1; M_q = 3.87; M_c = 6.45; C_II = 13 кПа; γ_w=10 кН/м³; d_b = 0 м; Удельный вес водопроницаемых грунтов, к которым можно отнести все пески, супеси, суглинки, залегающие ниже уровня подземных вод, но выше водоупора – глины, вычисляется с учётом взвешивающего действия воды γ_sb. g_Sb = , где γ_s, γ_w – удельный вес частиц грунта и воды соответственно; e – коэффициент пористости. g_sb2 = = = 10.31 kH/м³, g_sb3 = = = 9.19 kH/м³, g_II = = 13.4 kH/м³ g_IIo = 0.95*18.5 = 17.575 кН/м³ d₁ = 1.65 м
		Лист

R = *[0.72*1*1.8*13.4 + 3.87*1.65*17.575 + (3.87 – 1)*0*17.575 +

+ 6.45*13] = 268.8 кПа

По вычисленному расчётному сопротивлению грунта уточняются размеры фундамента из условия:

A = ,

A = = 3.23 м²

К расчёту принимается фундамент типа:

Ф3.1.1.1. с А = 3.24 м², b = 1.8 м, V_ф = 1.9 м³, N_ф = 47.5 кН.

R = *[0.72*1*1.8*13.4 + 3.87*1.65*17.575 + (3.87 – 1)*0*17.575 +

+ 6.45*13] = 268.8 кПа

A = = 3.23 м²

К окончательному расчёту принимается фундамент типа Ф3.1.1.1. со следующими параметрами: А = 3.24 м², b = 1.8 м, V_ф = 1.9 м³, N_ф = 47.5 кН.

a1=1.8 м; an=0.9 м; b1=1.8 м; bn=0.9м; Hф=1.5м

Определение размеров центрально нагруженных

фундаментов считается законченным, если выполняется

условие:

P_II < R,

где P_II– среднее давление под подошвой фундамента,

кПа, определяемое по формуле:

P_II = ,

где N_II– суммарная вертикальная нагрузка на

основание, кН, включая вес фундамента N_ф_II и грунта

на его уступах N_гр_II:

N_II = No_II + N_ф_II + N_гр_II

А – площадь подошвы проектируемого фундамента, м²

V = d*A – V_ф = 1.65*3.24 – 1.9 = 3.446 м³

N_гр_II = V* = 3.446*17.575 = 60.56 кН

N_II= 763 + 47.5 + 60.56 = 871.06 кН

P_II = = 268.6 кПа

P_II = 268.6 кПа < R = 268.8 кПа Условие выполняется

Найденная величина P_IIдолжна не только удовлетворять условию, но и быть по

возможности близка к значению расчётного сопротивления грунта (допустимое

отличие от расчётного сопротивления должно быть не более 10% в меньшую

сторону).

D = *100% = *100% = 0.07 %

Лист

3.3. Расчёт внецентренно нагруженных фундаментов при наличии подвала. При наличии подвала фундамент наружных стен воспринимает давление от обратной засыпки грунта. Его определяют по формулам активного давления на подпорные стенки с учётом сцепления. Однако при малой высоте этих стенок (до 4-х м) и выполнении обратной засыпки за пазухи фундамента грунтом нарушенной структуры ограничиваются обычно приближённым расчётом. При вычислении давления грунта на подпорную стенку учитывают временную нагрузку на поверхности грунта q=10 кН/м². Размеры подошвы определяют так же, как для центрально нагруженного фундамента. Расчёт производится для сечения 3 – 3.
g = 20 g = 18.5 g = 20.2 g = 18.5	Предварительная площадь подошвы фундамента: No_II= 7*(35+4) = 273 кН d = 0.3 + 0.1 + 0.1 + 1.6 = 2.1 м. A = = = = 1.325 м² К расчёту принимается фундамент типа: ФЛ14.24.
γ_c1 = 1.25; γ_c2 = 1.1; k = 1.1; M_n =0.72; k_z=1; M_q = 3.87; M_c = 6.45; C_II = 13 кПа; γ_w=10 кН/м³; d_b = 2 м; h_S=0.4 м; Удельный вес водопроницаемых грунтов, к которым можно отнести все пески, супеси, суглинки, залегающие ниже уровня подземных вод, но выше водоупора – глины, вычисляется с учётом взвешивающего действия воды γ_sb. g_sb2 = = = 10.31 kH/м³, g_sb3 = = = 9.19 kH/м³, g_II = = 13.207 kH/м³ g_IIo = 0.9518.5 = 17.575 кН/м³ d₁ = 0.4 + 0.1 = 0.525 м
		Лист

Ра счётное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента:

R = *[0.72*1*1.4*13.207 + 3.87*0.525*17.575 + (3.87 – 1)*2*17.575 +

+ 6.45*13] = 292.19 кПа

По вычисленному расчётному сопротивлению грунта уточняются размеры

фундамента:

A = ,

A = = 1.09 м²

При проектировании ленточного сборного фундамента требуемая ширина b м,

плиты назначается из условия, что расчёт такого фундамента ведётся на 1 м его

длины и принимается b = A

A = b, к расчёту принимается фундамент типа: ФЛ12.24

Уточняются размеры фундамента:

R = *[0.72*1*1.2*13.207 + 3.87*0.525*17.575 + (3.87 – 1)*2*17.575 +

+ 6.45*13] = 289.81 кПа

A = ,

A = = 1.1 м²

К окончательному расчёту принимается фундамент типа ФЛ12.24. со следующими параметрами: N = 17.6 кН, V = 0.703 м³

И 3 стеновых блока ФБП24.6.6-Т N = 14 кН, V = 0.58 м³

b = 1200 мм, l = 2380 мм, h = 300 мм b = 600 мм, l = 2380 мм, h = 580 мм.

Вес фундамента на 1м:

ФЛ12.24 N = 7.33 кН, V = 0293 м³

ФБП24.6.6-Т N = 5.83 кН, V = 0.24 м³

Лист

Определение размеров центрально нагруженных фундаментов считается

законченным, если выполняется условие:

P_II < R,

V_ф = 0.293 + 3*0.24 = 1.013 м³

V = d*A – V_ф = 2.1*1.2 – 1.013=1.507 м³

N_гр_II = *V = 17.575*1.507 =26.48 кН

N_Ф_II = 7.33 + 3*5.83 =24.82 кН

N_II = 273 + 26.48 + 24.82 = 324.3 кН.

P_II = = 270.25 кПа

P_II = 270.25 кПа < R = 289.81 кПа Условие выполняется

Найденная величина P_IIдолжна не только удовлетворять условию, но и быть по

возможности близка к значению расчётного сопротивления грунта (допустимое

отличие от расчётного сопротивления должно быть не более 10% в меньшую

сторону).

D = *100% = *100% = 6.75 %

Расчётная схема ленточного фундамента под стену при наличии подвала.

Активное давление грунта σ_II, кПа, на подпорную стенку у подошвы фундамента

вычисляют по формуле:

s_II = *L*tg²(45^o - ),

при этом L = d + h_пр – высота подпорной стенки с учётом приведённой высоты

слоя грунта, h_пр, м;

Лист

h_пр = , где - расчётный удельный вес грунта обратной засыпки, кН/м³; φ_II_ср– угол внутреннего трения грунта обратной засыпки, в практических расчётах принимаемый равным 20˚. Приведённая высота слоя грунта: h_пр. = = 0.569 м. Высота подпорной стенки: L = 2.1 + 0.569 = 2.669 м. s_II = 17.5752.669tg²(45^o - ) = 23 кПа. Составляющие усилий, действующих в уровне подошвы фундамента: - суммарная равнодействующая нагрузка: N_II = N_oII + N_ф + N_гр_II, - момент от равнодействующей активного давления грунта с учётом нагрузки грунта на уступах фундамента: M_II = - N_грe_I, где e_I- эксцентриситет действующей нагрузки от грунта, лежащего на уступах фундамента, относительно его центра тяжести. N_II = 273 + 24.82 + 26.48 = 324.3 кН. e_I = 0.15 + 0.3 = 0.45 м. M_II = - 26.480.45 = - 0.993 кНм, Эксцентриситет е, м, равнодействующей суммарной вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента определяется по формуле: e = = = - 0.003 м. Максимальное и минимальное давление под краем фундамента при действии момента сил относительно только одной из главных осей инерции площади подошвы фундамента определяются из выражения: P_max = (1 + ), P_min = (1 - ), где N_II – суммарная вертикальная нагрузка на основание, кН; А – площадь подошвы проектируемого фундамента, м²; е – эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l – большая сторона подошвы фундамента. P_max = (1 + ) = 266.2 кПа, P_min = (1 - ) = 274.3 кПа,
		Лист

Для внецентренно нагруженного фундамента должны выполняться следующие условия: для среднего давления P_II: P_II< R; для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно одной главной оси инерции подошвы фундамента: P_{II max}< 1.2 R; для минимального краевого давления: P_min > 0. При выполнении этих условий расчёт внецентренно нагруженного фундамента считается законченным. Если хотя бы одно условие не выполняется, то необходимо увеличить размеры подошвы фундамента. P_II = 270.25 кПа < R = 289.81 кПа Условие выполняется. P_{II max}= 266.2 кПа < 1.2R = 1.2289.81 = 347.772 кПа Условие выполняется. P_IImin = 274.3 кПа > 0 Условие выполняется. 3.4. Проверка прочности подстилающего слоя. При наличии под несущим слоем на глубине Z слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунта несущего слоя, размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчётного сопротивления, т.е. обеспечивалось бы условие: σ_zp + σ_zq < R_z, где σ_zp– дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента от нагрузки на основание под подошвой фундамента, определяемое по формуле: σ_zp = α * P_о, где α – коэффициент рассеивания напряжений с глубиной, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины ζ: α =f (ζ = 2z/b, η = l/b), здесь l – длина; b – ширина подошвы фундамента. P_о – дополнительное вертикальное давление на основание, определяемое как разность между средним давлением под подошвой фундамента Р и напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента σ_zqо. σ_zq – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине Z от подошвы фундамента, определяемое по формуле: σ_zqi = Σ γ_i* h_i, где γ_iи h _i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта. R_z – расчётное сопротивление грунта на глубине кровли слабого подстилающего слоя. Площадь подошвы условного фундамента A_z, м², определяется по формуле: A_z =
		Лист