Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяются в результате расчета оснований по деформациям, который производиться, исходя из условий:
P ≤ R,
P max≤ 1.2·R,
S ≤ Su,
где P – среднее давление на грунт под подошвой фундамента;
S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;
R – расчетное сопротивление грунта основания фундамента,
вычисляемое при известных размерах подошвы фундамента,
глубине его заложения и характеристиках грунта;
Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения;
Pmax – максимальное краевое давление на грунт под подошвой фундамента.
;
k=1.0; Mg=6.34; Mγ=1,34; Mc=8,55;
kz=1; γ111≈0.019 МН/м3; с=3 кПа=0,06.
γс1=1,3; γс2=1,1.
=0,23МПа.
=1,03 МПа.
Первый график R=f(b) строим с помощью R(0) и R(5) по двум точкам при b1=0 и b2=5 м.
Второй график строим по точкам bi= 1,2,3,4 и 5 м с помощью:
,
где γ – средний удельный вес материала фундамента
и грунта на обрезе фундамента, принимаемый равным 20 кН/м3.
d – глубина заложения фундамента, 1,3 м.
|
|
N=5290 кН.
=1,5.
=3,55мПа.
=0,91 мПа.
=0,42 мПа.
=0,25 мПа.
=0,17 мПа.
Графическое определение ширины подошвы фундамента представлено на рис. 4.2.
Рис.4.2. Определение ширины подошвы фундамента
Округляем полученные величины с кратностью 100 мм.
Принятые размеры подошвы фундамента должны удовлетворять требованиям по относительному эксцентриситету вертикальной нагрузки на фундамент:
,
для производственных зданий с мостовыми кранами при R>150 кПа.
=1,5,
если b=2500 мм, то 1=3700 мм.
=0.146
Максимальное давление под краем фундамента:
,
=0,926 МПа.
P max≤ 1.2·R,
По графику R(b)=0,776 МПа.
0,926< 1.2·0,776,
0,926< 0,931
Предельные деформации основания:
- относительная разность осадок:
(ΔS/L)U=0,004
- максимальная осадка Smax,u, см = 8
S≤SU
Для проверки совместной деформации основания и здания необходимо определить ожидаемые абсолютные осадки оснований проектируемых фундаментов, т.е.:
,
где σzp – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения, равная полу сумме напряжений на верхней и нижней границах.
β – коэффициент, равный 0,8.
hi – толщина деформации i-го слоя грунта,
Еi – модуль деформации i -го слоя грунта.
n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.
,
.
р0=0,48 кПа.
Песок
Песок
Суглинок
Суглинок
Таблица 4.1.
Значение ординат эпюры дополнительных давлений
z | ξ1 | ξ2 | α | σzp | σzp,c | Е МПа |
0,66 | 0,33 | 0,91 | 0,44 | 0,11 | ||
1,32 | 0,66 | 0,675 | 0,324 | 0,08 | ||
2,0 | 1,0 | 0,46 | 0,221 | 0,055 | ||
2,66 | 1,33 | 0,32 | 0,154 | 0,0385 | ||
3,32 | 1,66 | 0,24 | 0,116 | 0,029 | ||
4,0 | 2,0 | 0,18 | 0,086 | 0,0215 | ||
4,66 | 2,33 | 0,14 | 0,067 | 0,017 | ||
5,32 | 2,66 | 0,11 | 0,053 | 0,0133 | ||
6,0 | 3,0 | 0,09 | 0,043 | 0,011 | ||
6,66 | 3,33 | 0,074 | 0,036 | 0,009 | ||
7,32 | 3,66 | 0,064 | 0,031 | 0,078 | ||
8,0 | 4,0 | 0,055 | 0,026 | 0,007 | ||
8,66 | 4,33 | 0,047 | 0,023 | 0,006 | ||
9,32 | 4,66 | 0,038 | 0,018 | 0,0045 | ||
10,0 | 5,0 | 0,03 | 0,014 | 0,0035 | ||
10,66 | 5,33 | 0,027 | 0,013 | 0,0033 | ||
11,66 | 5,66 | 0,022 | 0,011 | 0,003 | ||
12,32 | 6,0 | 0,02 | 0,01 | 0,0025 |
|
|
=
=0,011+0,01+0,008+0,0053=0,034 м = 3,4 см < 8 см
S<SU
Следовательно, расчет осадки фундамента удовлетворяет расчету по второй группе предельных состояний.
Эпюры природного давления грунта и дополнительного давления построены на рис. 4.3.
Вычислим ординаты эпюры природного давления:
- на поверхности земли:
σzg1=0.
- на контакте I и II слоев (глубина 3,0 м):
σzg2=0+3·18,1=54 кПа.
- на контакте II и III слоев (глубина 6,5 м):
σzg3=54+3,5·18,5=118,4 кПа.
- на уровне подземных вод (глубина 7,3 м):
σzg4=118,4+0,8·19,6=133,6 кПа.
- на контакте III и IV слоев (глубина 10,5 м):
σzg5=133,6+3,2·10=165,6 кПа.
Рис.4.3. Эпюры природного давления грунта и дополнительного давления.