(Точність 0.1°)

Розрахункові значення параметрів міцності суглинку такі ж як і для комбінації 2 в проектному підході 1. Тому зберігаються такими ж і інші величини:

• коефіцієнти несучої здатності N_q=4.43, N_c=11.81, N_γ=1.99;

• коефіцієнти форми S_q=1.28, S_c=1.65, S_γ=0.70;

• складові несучої здатності q_ult.1=120.8 кПа; q_ult.2=187.1 кПа; q_ult.3=26.0 кПа;

- загальний опір суглинку q_ult=333.9 кПа;

• розрахунковий опір основи = 333,9мПа, так як для проектного підходу частковий коефіціент опору приймається γ_RV = 1,0.

Тоді коефіціент використання при проектному підході 3:

І за проектним підходом 3 умова нерівності для граничного стану STR/GEO виконується.

Аналіз розрахунків та висновки.

Показником, який вказує на рівень реалізації несучої здатності основи та достатність прийнятих геометричних розмірів фундаменту, є коефіцієнт використання , який в усіх випадках значно нижче 100%. Отже, існує можливість зменшити розміри підошви фунаменту. Чотири альтернативні розрахунки несучої здатності основи показали, що найвище значення коефіціента використання встановленого при контрольних перевірках, при проектному підході 3: = 83,5% (інші значення = 53,9%; = 63,3%; = 75,5%). Безперечно, що для даного прикладу критичним є розразунок за граничним підходом 3, так як при зменшенні розмірів підошви фундаменту за іншими розрахунковими підходами буде нижчим. З розрахунків та отриманих величин можна зробити висновки, що сторону підошви квадратного фундаменту можна зменшити на 10-15% (див. величину вище).

Тому приймемо розміри підошви фундаменту 2,0 х 2,0 м.

Уточнюючий розрахунок стовпчастого квадратного фундаменту за проектним підходом 3.

У точняємо розрахункову схему фундаменту та дії, що передаються на підошву фундаменту. Характеристичні значення власної ваги фундаменту W_f.κ та грунту на його обрізах W_p.κf як постійних дій:

G_K.1 = W_fk = γ_ck·b·l·h_f = 25·2.0·2.0·0.6 = 60.0 кН

G_K.2 = W_pk = γ_p·b·l·h_p = 19.8·2.0·2.0·0.6 = 47.5 кН

Розрахункове значення вертикальної дії в рівні підошви фундаменту при часткових коефіцієнтах до дій γ_G=1.35, γ_Q=1.50:

V_d = 1.35·(670+60+47.5)+1.5·110 = 1049.6 + 165 = 1214.6 кН.

Розрахунковий тиск на підошві фундаменту:

q_Ed = V_d/A = 1214.6/(2.0·2.0) = 303.7 кПа.

Складові несучої здатності суглинку q_ult.1 i q_ult.2 залишаються без змін, оскільки не залежать від геометричих розмірів фундаменту.

Тоді

q_ult.3 = N_γ·S_γ·γ_κ·b/2 = 1.99·0.70·17.8·2.0/2 = 24.8 кПа

загальний опір грунту

q_ult = 120.8+187.1+24.8 = 332.7 кПа

Таким же залишається і розрахунковий опір основи q_Rd=332,7мПа.

При даних розмірах підошви фундаменту коефіціент використання складе

Δ_GEO.3 = (303.7 / 332.7)·100% = 91.3% < 100%

Умова нерівності виконується.

Покажемо, що зменшення ромірів фундаменту до b·b = 1,9 x1 ,9м було б недопустимим, виконавши такі уточнюючі розрахунки.

W_G.K.1 = W_fk = γ_ck·b·l·h_f = 25·1.9·1.9·0.6 = 54.2 кН

W_G.K.2 = W_pk = γ_p·b·l·h_p = 19.8·1.9·1.9·0.6 = 42.9 кН

V_d = 1.35·(670+54.2+42.9)+1.5·110 = 1035.6 + 165 = 1200.6 кН.

q_Ed = V_d/A = 1200.6/(1.9·1.9) = 332.7 кПа.

q_ult.3 = N_γ·S_γ·γ_κ·b/2 = 1.99·0.70·17.8·1.9/2 = 23.6 кПа

q_ult = 120.8+187.1+23.6 = 331.5 кПа

Δ_GEO.3 = (332.7 / 331.5)·100% = 100.4% > 100%

По формальним признакам такі розміри підошви фундаменту є незадовільними. Проте тут існують можливості щодо зменшення розмірів, які приведені на уточненій розрахунковій схемі:

1. фундамент за формою прийняти прямокутним з b=1,9м та l=2,0м (цей варіант за загальною оцінкою допустимий);

2. Зменшити товщину фундаментної плити, що приведе до зменшення навантаження на основу q_Ed, в той час як значення для несучої здатності основи q_Rd залишиться

4. можна змінити дещо конструкцію підлоги чи замінити грунт підготовки з суглинку на пісок, що дасть змогу зменшити γ_p;

5. грунт основи можна додатково ущільнити, що приведе до покращення параметрів міцності φ’_κ i c’_κ ;

6. також існує можливість ввести додаткові коефіціенти несучої здатності (на глибину закладання), що можуть покращити умови розрахунку.

Отже, остаточне рішення приймає проектувальник.

При цьому потрібно враховувати, що висота плитної частини фундаменту може бути відкоректована за рахунок перевірки фундаменту на продавлювання колоною як залізобетонної конструкції.

Остаточно допустимість прийнятих розмірів фундаментів перевіряється за розрахунком осідання. Для даного випадку допустима ведичина осідання з EN складає S_cd = 50мм.

Опустимо розрахунок фундаменту за матеріалом (така перевірка стане доступною при вивченні модулю 2 даної дисципліни в продальшому).

Зробимо оцінку повного осідання основи за формулою, що приведена в даних вказівках вище та покажемо загальний порядок розрахунку деформацій основи.

При розрахунку за граничним станом придатності до експлуатації (SLS) приймають інші часткові коефіціенти до дій. Для даного прикладу їх можна прийняти: γ_G = 1.0, γ_Q=1.0.

Тоді розрахункове навантаження, що діє в рівні підошви складе (для уточнених розмірів підошви):

V_d = 1.0·(670+60+47.5)+1.0·110 = 887.5 кН

Розрахунковий тиск по підошві фундаменту

q_Ed = V_d/A = 887.5/(2.0x2.0) = 221.5 кПа.

Для наближеної оцінки осідання використаємо формулу

де

p = q_Ed = 221.5; b = 2.0; Em = 22 МПа - за завданням. Величину коефіцієнта в індивідуальному завданні для стовпчастого квадратного фундаменту рекомендується прийняти: для пісків і супісків f = 0,85; Для суглинків і глини коефіціент f = 0,80. Для прямокутних стовпчатих фундаментів: для пісків і супісків коефіціент f = 1,05; для суглинків і глин коефіціент f = 0.95.

Тоді в даному випадку осідання фундаменту складе

Умова за осіданням виконується, більше того так як S = 16,1 < S = 25мм можна вважати даний фундамент абсолютно надійним.

На закінчення цього завдання студенту рекомендується зробити свої власні короткі висновки щодо виконаних розрахунків.