Расчет осадки фундамента мелкого заложения.

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия 5.6.31 СП 22.13330.2011

Расчет оснований по деформациям производим исходя из условия:

,

где: – совместная деформация основания и сооружения, определяется расчетом по формуле 5.16 СП 22.13330.2011

– предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по прил. Д СП 22.13330.2011 .

Осадку основания с использованием расчетной схемы в виде линейно – деформируемого полупространства определяем методом послойного суммирования по формуле 5.16 СП 22.13330.2011:

,

где: – среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i – м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

– среднее значение вертикального нормального напряжения в i – м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (п.5.6.33 СП 22.13330.2011)

– безразмерный коэффициент, равный 0,8;

– толщина i -го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

– модуль деформации i – го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

– модуль деформации i – го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;

При отсутствии опытных определений модуля деформации допускается принимать .

– число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

1) Строим расчетную схему.

2) Разбиваем грунтовый массив ниже подошвы фундамента шириной b на элементарные слои, исходя из следующих условий:

• мощность любого элементарного слоя Δh_i≤0,4b;

hi = 0,4´Вусл = 0.4·1.5=0.6мè принимаемhi = 0.6 (м),;

• слои должны быть однородными по своим свойствам.

3) Определяем на границах элементарных слоев напряжения и строим эпюру от собственного веса грунта (природных давлений):

где - средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³;

- глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

и -соответственно удельный вес, кН/м³, и толщина i -го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине z от подошвы фундамента, м;

- поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м². Для не водонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю (u =0).

Поровое давление u используется для учета взвешивающего действия воды на частицы грунта в водонасыщенных слоях ниже уровня подземных вод. Величина порового давления определяется пьезометрическим напором подземных вод на глубине z по формуле:

где - плотность поровой воды, ( =1 т/м³);

q - ускорение силы тяжести, (q =10 м/с²);

- глубина залегания i -гослоя грунта от положения уровня подземных вод, м..

1·10·3.65=36.5 кН/м2

1·10·0.35=3.5 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

1·10·0.3=3 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

1·10·0.5=5 кН/м2

1·10·0.6=6 кН/м2

10.45·4.15–36.5=6.87кН/м2

6.87+19.3·0.35–3.5=10.12

10.125+19.7·0.6–6=15.94

15.945+19.7·0.6–6=21.76

21.765+19.7·0.6–6=27.58

27.585+19.7·0.3–3=30.49

30.495+19.7·0.6–6=36.32

36.315+19.7·0.6–6=42.14

42.135+19.4·0.5–5=46.83

46.835+19.4·0.6–6=52.47

4) Определяем на границах элементарных слоев вертикальные напряжения от внешней нагрузки и строим эпюру.

Вертикальные напряжения от внешней нагрузки зависят от размеров и формы фундамента, распределения давлений на грунт по его подошве.

Вертикальные напряжения от внешней нагрузки s_zp = s_z - s_zu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения s_zp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле 5.17 СП 22.13330.2011:

 

(5.17)

 

– коэффициент, принимаемый по табл.5,8 [1] в зависимости от относительной глубины x, равной – при определении ; при

h=l/b= 1.8/1.5=1.2

z – расстояние от подошвы фундамента до точки в которой определяется напряжение;

 

 

P = (406.1+332)/2=369.05кН/м2- среднее давление под подошвой фундамента

=2*0.35/1.5=0.47; a= 0.9410.

=2*0.95/1.5=1.27; a= 0.617

=2*1.55/1.5=2.07; a= 0.360

=2*2.15/1.5=2.87; a= 0.223

=2*2.45/1.5=3.27; a= 0.179

=2*3.05/1.5=4.07; a= 0.123

=2*3.65/1.5=4.87; a= 0.089

=2*4.15/1.5=5.53; a= 0.070

=2*4.75/1.5=6.33; a= 0.055

szp1=Р₀*a= 369.05*0.941=347.28кН/м2

szp2=Р₀*a= 369.05*0.617=227.7кН/м2

szp3=Р₀*a= 369.05*0.36=132.86кН/м2

szp4=Р₀*a= 369.05*0.223=82.3кН/м2

szp5=Р₀*a= 369.05*0.179=66.06кН/м2

szp6=Р₀*a= 369.05*0.123=45.39кН/м2

szp7=Р₀*a= 369.05*0.089=32.85кН/м2

szp8=Р₀*a= 369.05*0.07=25.83кН/м2

szp9=Р₀*a= 369.05*0.055=20.19кН/м2

5) Вычисляем напряжения на границах элементарных слоев и строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта.

; (5.18)

где -коэффициент, принимаемый по таблице 5.15[1], в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2 z/b и соотношения сторон котлована
=50.1/20.4=2.46

b=18+1.8+0.3+0.3=20.4 м-ширина котлована

l=48+1.5+0.3+0.3=50.1 м- длина котлована

10.45·4.15–36.5=6.87кН/м2 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа

=(2·0.35)/(20.4)=0.03, a=0.997

=(2·0.95)/(20.4)=0.09, a=0.991

=(2·1.55)/(20.4)=0.15, a=0.985

=(2·2.15)/(20.4)=0.21, a=0.979

(2·2.45)/(20.4)=0.24, a=0.976

=(2·3.05)/(20.4)=0.3, a= 0.971

=(2·3.65)/(20.4)=0.36, a= 1.003

=(2·4.15)/(20.4)=0.41, a=0.958

=(2·4.75)/(20.4)=0.47, a=0.935

10.45·4.15–36.5=6.87кН/м2

szy,1=0.997·6.87=6.85кН/м2

szy,2= 0.991·6.87=6.81кН/м2

szy,3=0.985·6.87=6.77кН/м2

szy,4=0.979·6.87=6.73кН/м2

szy,5=0.976·6.87=6.71кН/м2

szy,6=0.971·6.87=6.67кН/м2

szy,7=1.0033·6.87=6.89кН/м2

szy,8=0.958·6.87=6.58кН/м2

szy,9=0.0547·6.87=0.38кН/м2

6) Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи:

Так как E МПа, то H_cпри .

Определяем осадку основания в пределах сжимаемой толщи.

S1=(0.8·(((369.05+347.28)/2–(6.87+6.85)/2)·0.35)/(11.12·1000))·100=0.88 см

S2=(0.8·(((347.28+227.7)/2–(6.85+6.81)/2)·0.6)/(15.6·1000))·100=0.86 см

S3=(0.8·(((227.7+132.86)/2–(6.81+6.77)/2)·0.6)/(15.6·1000))·100=0.53

S4=(0.8·(((132.86+82.3)/2–(6.77+6.73)/2)·0.6)/(15.6·1000))·100=0.31

S5=(0.8·(((82.3+66.06)/2–(6.73+6.71)/2)·0.3)/(15.6·1000))·100=0.1

S6=(0.8·(((66.06+45.39)/2–(6.71+6.67)/2)·0.6)/(15.6·1000))·100=0.15

S7=(0.8·(((45.39+32.85)/2–(6.67+6.89)/2)·0.6)/(15.6·1000))·100=0.1

S8=(0.8·(((32.85+25.83)/2–(6.89+6.58)/2)·0.5)/(20.54·1000))·100=0.04

S9=(0.8·(((25.83+20.19)/2–(6.58+6.42)/2)·0.6)/(20.54·1000))·100=0.04

 

S=(0.8846+0.8636+0.5338+0.3102+0.1038+0.1509+0.0995+0.044)=2.99 см <=10 прил.Д.1

Где 10см-предельная деформация основания для производственных и гражданских одноэтажных и многоэтажных зданий с полным каркасом (железобетонным)

(СП 22.13330.2011табл Д1 прил. Д)

 

Расчет крена.

Согласно таблице Д.1 СП 22.13330.2011 для Производственных и гражданские одноэтажных и многоэтажных зданий с полным каркасом железобетонным расчет крена не требуется.