5.3 Фундамент №4

Расчетная схема

Колонна сечением 300 х 300 мм под фундамент № 4 расположена на пересечении осей Е-4

Нагрузка N₀₁₁=46 т

Принимаем подколонник размерами 0,9 х 0,9 м

Нагрузки на обрез фундамента принимаем по второму предельному состоянию N₀₁₁=82 т ;

Рис.34 – Расчетная схема фундамента №4 и грунтовые условия (скв. Ф-Т4)

Принимаем глубину заложения 2,1 м.

Расчет размеров подошвы фундамента.

Определение размеров подошвы фундамента выполняем графическим методом Лалетина, построив графики зависимостей P(b) и R(b).

Определяем размеры подошвы фундамента исходя из условия, что давление под подошвой фундамента меньше расчетного сопротивления основания.

1) Давление на основание от подошвы фундамента определяется по формуле:

, где

N_0II – внешняя расчетная нагрузка, равная 46 тс,

_ср – среднее значение удельного веса бетона и грунта по нижнему обрезу фундамента, равное 2т/м³,

d - глубина заложения фундамента, равная 2,1 м,

b – ширина фундамента,

 - коэффициент, равный: = l_k /b_k = 1- отношение сторон монтируемой в фундамент колонны;

2) Расчетное сопротивление грунта

R(b)= 1,29b+54,63

Значения Рср и R при произвольном значении b

b, м	Pср, т/м2	R, т/м2
0.5	188,2	55.209
0.8	76,075	55.59
1	50,2	55,85

Из графика ширина фундамента b = 0.945 м.

Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента .

Конструируем фундамент.

Рисунок 35 - Конструирование фундамента

Фактическое давление под подошвой фундамента.

Объем фундамента

V_ф=1,5*1.5*0,3+1.8*0.6*0,9=1,647м³

Объем грунта на обрезах фундамента

V_гр=1,5*1.5*2,1-1,647=3,078 м³

Вес фундамента N_ф=2,4*1,647=3,953т

Вес грунта N_гр=3,078*2=6,156 т

= (46+3,953+6,156)/1,5*1.5=24.95 т/м²

Фактическое сопротивление грунта под подошвой

_ф=1,29b+54,63=1,29*1.5+54,63=56.565 т/м²

; – условие выполняется.

Расчет внецентренно нагруженного фундамента.

Рисунок 36 – Расчетная схема внецентренно-нагруженного фундамента

- центрально нагруженный фундамент.

Условие выполняется.

Расчет осадки фундамента

Для определения осадки используем метод послойного элементарного суммирования.

Расчет производится по формуле:

S=·(_zpi·h_i)/E_i,

β - безразмерный коэффициент, равный 0,8

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Zi-1 и нижней Zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

Суммирование производим до глубины, на которой выполняется условие: _zp<0,2·_zg,

т.к. Е > 5 МПа (50 кгс/см²) согласно п.6 прил.2 [1].

Напряжения в грунте от его веса определяются по формуле _zg= 'd_n + (_i·h_i).

_zp=α·Pо= α·(P_ср-_zg,о), п.2 прил.2 [1],

где  - коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [1],

_zg,o = 'd_n= 2·2,06=4,12

'-удельный вес грунта, расположенного выше подошвы; d_n-глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.

_zp= α·(24,95-4,12)=20.83 α тс/м²

Грунтовую толщу разбиваем на слои h=(0,20,4)b=(0,30.6)м.

Таблица 8 – Расчет осадки

Zi, м	2z/b	l/b	α	zp, тс/м²	zg, тс/м²	0,2zg, тс/м²	hi, м	Ei, тс/м²	Si, м
0	0,00	1	1	20,830	4,120	0,824	0	1800	0,0000
0,5	0,67	1	0,852	17,747	5,120	1,024	0,5	1800	0,0039
1	1,33	1	0,555	11,561	6,120	1,224	0,5	1800	0,0026
1,5	2,00	1	0,336	6,999	7,120	1,424	0,5	1800	0,0016
2	2,67	1	0,219	4,562	9,335	1,867	0,5	1800	0,0010
2,5	3,33	1	0,151	3,145	10,845	2,169	0,5	500	0,0025
3	4,00	1	0,108	2,250	12,037	2,407	0,5	500	0,0018
								∑Si=	0,0147

Полученная осадка меньше допустимой Sдоп.=12см.

S_p=0,0147 м < S_доп=0,12 м

Условия выполняются – увеличения размеров подошвы фундамента не требуется.

Рисунок 37 – Расчет осадки фундамента