Расчет фундаментов

 

    Расчетная нагрузка  на  сваю  определяется  по  формуле:

где  - коэффициент надежности, равный 1,4

5.4.2Определение   необходимого  количества  свай  и размеров ростверка

        

       Число свай  в фундаменте  следует определять  из  условия восприятия  вдавливающих  нагрузок  и моментов.

Количество свай в  каждом фундаменте определим по формуле:

                                    

где – сумма вертикальных составляющих расчетных нагрузок на фундамент;

– коэффициент надежности, принимается  по п.3.10 [2];

– коэффициент, учитывающий влияние  изгибающего момента.

Для фундамента Ф1

конструктивно принимаем n=6.

Для фундамента Ф3

конструктивно принимаем n=4.

Для фундамента Ф4

конструктивно принимаем n=8.

Для фундамента Ф5

конструктивно принимаем n=10.

5.4.3.Проверка расчетной   нагрузки,  передаваемой  на сваю

 

Расчетная нагрузка на вертикальную сваю определяется по формуле:

где  – расчетная сжимающая сила, кН;

– расчетные изгибающие моменты, кН*м, относительно главных  центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

       – число свай в фундаменте;

       – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

       – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м;

                                   – расчетный вес ростверка и грунта на его обрезах.

где  – коэффициент  надежности,  принимаем 1,1;

      – глубина заложения подошвы ростверка от уровня планировки;

     – осредненный вес материала фундамента и грунта, принимаем 21кН/м³;

Для фундамента Ф1:

 

 

Условие выполняется

 

 

Для фундамента Ф3:

 

 

Условие выполняется

 

Для фундамента Ф4:

 

 

Условие выполняется

Для фундамента Ф5:

 

 

Условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

5.5.Определение  осадки свайного фундамента (Ф4)

    

       Расчет фундамента из висячих  свай и его основания по  деформациям следует, как правило, производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

5.5.1.Определение   размеров  условного  фундамента

 

Рис5.5.1.  Размеры условного фундамента

– осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое:

a₀=(h₁+h₂+h₃)tg(φ_{II mt}/4)=(4,45+4+1,65)*0,08=0,808 м

 

5.5.2.Проверка  условия

 

                                                                   

где  R - расчетного сопротивления грунта под подошвой  условного фундамента, кПа определяем по формуле:

             

где   и – коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл.3[1];

        – коэффициент,  принимаемый   равным:  k=1;

        – коэффициенты, принимаемые по табл.4[1];

        – коэффициент, принимаемый равным при b<10м - k_z=1;

        – ширина подошвы условного фундамента,  м;

 

        – осредненное  расчетное  значение   удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента (при наличии подземных вод определяется с  учетом взвешивающего действия воды),кН/м³;

         – то же, залегающих выше подошвы;

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

        – глубина заложения условного фундамента от уровня планировки.

               

          

       Определение среднего фактического  давления  Р_ср под подошвой условного фундамента и проверка выполнения условия P<R

В собственный  вес условного фундамента при  определении его осадки включаются вес свай и ростверка, а также  вес грунта в массиве  условного фундамента.

Фактическое среднее  давления под подошвой  фундамента:

                                         

где  N_II= – нормативное значение вертикальных составляющих внешних нагрузок;

       – вес фундамента и грунта на его уступах;

       – вес свай, здесь – удельный вес бетона;

       – вес грунта.

 

 

         Полученные по расчету значения  деформаций (осадок) свайного фундамента и его основания не должны превышать предельных значений в соответствии с условием P_cp≤R.

 Условие выполняется.

5.5.3.Определение  расчетной осадки фундамента

 

        Расчет оснований по деформациям  производится исходя из условия S≤S,

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом в соответствии с указаниями обязательного приложения 2[4],

S_u– предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями пп.2.51-2.55[4].

       Осадка  основания S c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:                      

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

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

     и – соответственно толщина и модуль деформации  i - ого слоя грунта;

     – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

            Дополнительные вертикальные напряжения  на глубине Z от подошвы фундамента – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле    

                                              ,

 

где – коэффициент, принимаемый по табл.1[4] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины ;

       – дополнительное вертикальное давление на основание;

      – среднее давление под подошвой условного фундамента;

     – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента.=35,97*11,65=419,1 кПа

 

	b=	2,05	n=	1,88
№ точ	Zi ,	2*Z/b	a i по табл.1	σzp	σzg,i	0.2*σzgi	σzp,cр	hi,	Ei,	Si,
	м.			кПа.	кПа	кПа	кПа	м	МПа	м
0	0	0	1	404,4	419,1	83,82		11,65	21
1	0,73	0,52	0,848	342,9	26,26	5,3	373,7	0,73	21	0,011
2	1,46	1,04	0,532	215,1	52,52	10,5	279,4	0,73	21	0,01
3	2,19	1,6	0,325	131,4	78,8	15,8	173,3	0,73	21	0,005
4	2,92	2,1	0,21	84,9	105,3	21,1	108,2	0,73	21	0,003
5	3,65	2,6	0,145	58,64	131,3	26,26	71,8	0,73	21	0,002
6	4,38	3,12	0,123	49,7	157,6	31,52	54,2	0,73	21	0,002
										0,033

Расчет осадки Ф5:

Проверка выполнения условия 

          Предельные значения совместной  деформации основания и сооружения  по технологическим или архитектурным требованиям должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации.

             Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно рекомендуемому приложению 4[4].

Для производственного  здания с полным железобетонным каркасом .

Условие выполнено.

5.6. Конструктивный  расчет  свайных  фундаментов

5.6.1.Расчет ростверка на продавливание колонной

 

Производится  исходя  из  возможности образования  пирамиды  продавливания.

На продавливание колонной ростверк рассчитывается по формуле (8.12)[4]:

 

                    

 

 

где – расчетная продавливающая сила, равная удвоенной сумме реакций всех свай, расположенных с одной наиболее нагруженной стороны от оси колонны за пределами нижнего основания пирамиды продавливания; подсчитывается от усилий, действующих в плоскости верха ростверка;

– рабочая высота ростверка, принимаемая  от верха нижней рабочей арматурной сетки до  низа  колонны;

      – ширина и высота сечения колонны;

     – расстояние от соответствующих граней колонн до внутренних граней каждого ряда   свай, принимаемые от до ;

– расчетное сопротивление бетона(В25) растяжению для железобетонных  конструкций   с  учетом коэффициента  условий работы  бетона;

– коэффициент, учитывающий частичную  передачу продольной силы  на  плитную  часть   через стенки стакана:

                             

где    A_f –площадь боковой поверхности колонны, заделанной  в стакан  фундамента, определяемой  по  формуле:

                            

h_anc – длина   заделки   колонны в стакан  фундамента;

Рис.5.6.1.Схема  образования пирамиды продавливания

 

 

 для бетона класса B25 .