Расчет глубины заложения фундамента.

г. Казань.

Расчет глубины заложения фундамента ведем по СП 22.13330.2016.

Расчет глубины заложения подошвы фундамента производится по формуле:

где - расчетная глубина сезонного промерзания грунта;

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (табл.5.2 СП 22.13330.2 016);

(без подвала, с полами устраиваемыми по грунту, при t=15 ⁰С)

- нормативная глубина сезонного промерзания грунта.

Определяем нормативную глубину сезонного промерзания грунта:

где -коэффициент зависящий от типа грунта,

величина, принимаемая равной для песков гравелистых, крупных и средней крупности (п.5.5.3 СП 22.13330.2016);

- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму (табл. 5.1 СП 131.13330.2012):

Таблица 5. Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С:

III

VII

VIII

XII

Год

–11,6

–10,9

–4,3

5,3

13,2

17,6

19,7

17,4

11,5

4,2

-3,2

-8,9

4,2

(м).

(м)

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента ниже глубины сезонного промерзания и кратно 200 мм.

Т.к. каркас здания железобетонный: отметка обреза фундамента на -0,150м, то глубина заложения подошвы фундамента составляет -1,4 м.

С учетом конструктивных особенностей принимаем глубину заложения фундамента -1,5 м
3.2. Определение размеров столбчатого фундамента в плане:

Назначение предварительных размеров столбчатого ФМ3 в плане, воспользуемся следующей формулой:

где кН (по заданию табл. 3);

- условное расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента;

кПа (по расчету);

- глубина заложения подошвы фундамента, 1,5 м;

кН/м³ -средний удельный вес бетона фундамента и грунта на его уступах;

Подставив числовые значения получим:

м².

Подбираем фундамент по серии 1.412-1 вып.1-2 с глубиной 1,5м: ФА2-1 плита ступень 1,8х1,8х0,30, подколонник 0,9х0,9м.

(условие выполняется).

3.3. Определение точного значения расчетного сопротивления грунта:

Для этого используем следующую формулу:

, кПа

, - коэффициенты условия работы, зависящие от вида грунта и конструктивной схемы здания (по табл.5.4 СП 22.13330.2016);

; ; ; м; м; кН/м³; кПа; ; ; .

3.4. Проверка краевых давлений под подошвой фундамента:

Для проверки краевых давлений под подошвой фундамента используем следующую формулу (п.5.6.28 СП22.13330.2016):

;

где - нагрузка, приведенная к центру тяжести подошвы фундамента, кН;

- момент, приведенный к центру тяжести подошвы фундамента, кН^.м;

- момент сопротивления площади подошвы фундамента; м³

А - площадь подошвы принятого фундамента, м²

- средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента, 20кН/м³.

Определяем :

где N =936 кН;(по заданию табл.2)

- вес грунта на уступах фундамента, кг/ м³

- вес фундамента, кг/м³

где b = 1,8 м; l=2,4 м, = 1,5 м; кН/м; , =2м³

(кН)

где - удельный вес бетона, кН/м³

(кН)

Тогда будет равен:

(кН)

Определяем :

, кН·м

где М=80 кН^.м; (по заданию табл.3)

кН (по заданию табл.3)

=1,5 м

кН·м

Используя рассчитанные выше данные, определяем :

кПа;

кПа.

;

кПа;

Проверку краевых давлений под подошвой фундамента выполняем по следующим формулам:

(условие не выполняется)

Выбираем фундамент по серии 1.412-1 вып.1-2 с глубиной 1,5м ФА10-1:

1я ступень 3,3х2,7х0,3, 2я ступень 2,4х1,8х0,3, 3я ступень 1,5х0,9х0,3, и выполним перерасчет во второй раз.

кПа

(м²)

(кН)

(кН)

кН·м

кПа

(условие выполняется)

Вывод: все условия ограничения давлений выполнены.

3.5. Расчет осадки столбчатого фундамента:

3.5.1.Расчет осадки методом послойного суммирования.

Рис. 5.

Расчет осадки производится методом послойного суммирования.

где h_ί – толщина элементарного слоя, м

м. – ширина фундамента

м.

Для расчета осадки делим грунт под подошвой фундамента на слои высотой, равной 1,08 м.

Для определения осадки фундамента предварительно заполняем таблицу 6.

- коэффициент, определяется (табл. 5.8 СП22.13330.2016) в зависимости от и от соотношения сторон

Вертикальное напряжение от вертикальной нагрузки в основании под подошвой фундаментов, определяется по формуле:

где кПа;

h_f=1,5 м

- напряжение от веса грунта под подошвой фундамента, кПа;

- модуль упругости грунта, кПа; (по заданию табл. 2)

Таблица 6.

№ п.п.	Z _i, м	ξ= , м		, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	Е, кПа
			1,000	158,038	21,78	21,78	10,89
	1,08	0,8	0,8276	130,792	18,03	31,08	15,54
	2,16	1,6	0,4967	78,497	10,82	38,51	19,26
	3,24	2,4	0,2961	46,795	6,45	45,94	22,97
	4,32	3,2	0,1888	29,837	4,11	53,97	26,99
	5,4		0,1293	20,434	2,82	63,42	31,71
	6,48	4,8	0,0931	14,713	2,03	72,87	36,44

- определяется по следующей формуле:

, кПа

м; d=h_f=1,5 м; кН/м³

(кПа)

Последующее определение производим следующим образом:

;

Определяем вертикальное напряжение от веса грунта:

вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, определяется по формуле:

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта в точке основания на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:

Таблица заполняется до тех пор, пока не выполнится условие:

20,434 ≤ 0,5·63,42=31,71

На глубине Н_с=5,4 м от подошвы фундамента выполняется условие (п.5.6.41 СП22.13330.2016) ограничения глубины сжимаемой толщи основания:

3.5.2. Для расчета осадки используем следующую формулу:

, (19)

где - коэффициент, учитывающий боковое расширение грунта, принимаем 0,8;

,08 м – толщина i-ого слоя;

- среднее напряжение от конструкции в пределах элементарного слоя.

Таблица 7.

№ п.п.	, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	Е, кПа
	158,038	144,42	21,78	19,91
	130,792	104,64	18,03	14,43
	78,497	62,65	10,82	8,64
	46,795	38,32	6,45	5,28
	29,837	25,14	4,11	3,47
	20,434	17,57	2,82	2,43