3. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения.

3.1 Определение предварительных размеров фундаментов.

Глубину заложения и размеры подошвы фундамента определяем исходя из условия ограничения среднего и краевых напряжений по подошве фундамента.

σ_ср ≤ R

σ_max ≤ 1,2∙R (*)

σ_min > 0

a) Определение глубины заложения подошвы фундамента:

Исходя из глубины промерзания.

Расчетная глубина промерзания определяется по СНиП 2.02.01.-85

d_f = d_fn ∙ k_n (2)

где d_f - расчетная глубина промерзания

d_fn - нормативная глубина промерзания для Ленинградской обл. d_fn = 1,40

k_nя- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для неотапливаемых сооружений k_n = 1,1

d_f = 1,40 ∙ 1,1 = 1,55 м

б) Предварительное определение площади подошвы фундамента:

Фундамент №1:

песок мелкозернистый

P(σ) ≤ R (3)

где Р – среднее давление по подошве

R – расчетное сопротивление на грунт

σ = (Р_с + Q_ф - W)/A (4)

где W – противодавление воды

А – площадь подошвы фундамента

Q_ф– вес фундамента

Q_ф = А ∙ d_f ∙ ρ_ф

ρ_ф = 2,2 т/м³ (с учетом грунта над фундаментом)

n = ℓ_ф/b_ф = ℓ_к/b_к (5)

ℓф = n ∙ b_ф (6)

А = n ∙ b_ф² (7)

W = A ∙ hв ∙ ρв = n ∙ bф² ∙ hв ∙ ρв (8)

По СНиП 2.02.01-83 :

R = [(ν1c ∙ ν2c)/k] ∙ [Mν ∙ bф ∙ γII + Mq ∙ df ∙ γII’ + Mc ∙ cII] (9)

где ν1c, ν2c - коэффициент условий работы;

к = 1,1 , так как характеристики φ и с определяются по СНиП;

Mν, Mq, Mc - коэффициенты принимаемые по СНиП;

γII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии грунтовых вод определяется с учетом взвешивающего действия воды);

γII’ - то же выше подошвы;

Фундамент №2

n = В/b = 5/1,5 = 3,33

ℓф = 3,33 ∙ b_ф

А = 3,33 ∙ b_ф²

Q_ф = 3,33 ∙ bф² ∙3,5 ∙ 2,2 = 25,6∙bф²

W = 3,33 ∙ bф² ∙ 3,5 ∙ 1,0 = 11,6∙bф²

σ = (401,1 + 25,6∙bф² – 11,6∙bф² )/ 3,33∙b_ф² = 120/ b_ф² + 4,2

ν1c = 1,1 Mν = 0,155

ν2c = 1,0 Mq = 1,62

φ = 8,7 Mc = 4,01

γII’ = (γ1∙h1 + γ1^взв∙h1^взв)/(h1 + h1^взв) (10)

γ2^взв = ρсс - ρв∙m = [ρ/(1+ω)] - [ρ/ρs(1+ω)] (11)

γ1^взв =[1,85/(1+0,24)] – [1,85/2,73∙(1+0,24)] = 0,94

γII’ = (1,85∙1,5+0,94∙2,0)/(1,5+2,0) = 1,46

R = [(1,1 ∙ 1,0)/1,1] ∙ [0,155∙bф∙0,94 + 1,62∙3,5 ∙1,46 + 4,01∙0,006] =0,15∙bф + 8,3

Результаты расчета приведены в таблице ниже:

b, м	σ2, т/м2	R2, т/м2	σ3, т/м2	R3, т/м2
1	124,20	8,45	141,4	13,40
2	34,20	8,60	37,90	14,80
3	175,50	8,75	18,70	16,30
4	11,70	8,90	12,00	17,60
5	9,00	9,05

b2 = 5,0 м

ℓ2 = 16,6 м

σ_ср = 9,0 т/м²

R = 9,05 т/ м²

σ^мах_min = (Рс/А) (М/W) = (401,1/5∙16,6) (36,8∙6)/(5∙16,6²)= 4,8 0,16 (12)

σ_ср = 9,0 ≤ R = 9,05

σ_max = 4,96≤ 1,2∙R = 10,9

σ_min = 4,64> 0

Условие (*) по фундаменту №2 выполняется.

Фундамент №3

n = В/b = 5/1,5 = 3,33

ℓф = 3,33 ∙ b_ф

А = 3,33 ∙ b_ф²

Q_ф = 3,33 ∙ bф² ∙1,55 ∙ 2,2 = 11,35∙bф²

W = 3,33 ∙ bф² ∙ 1,55 ∙ 0 = 0

σ = (459,4 + 11,35∙bф²)/ 3,33∙b_ф² = 138/ b_ф² + 3,4

ν1c = 1,1 Mν = 0,70

ν2c = 1,1 Mq = 3,79

φ = 23,64 Mc = 6,38

R = [(1,1 ∙ 1,1)/1,1] ∙ [0,70∙bф∙1,85 + 3,79∙1,55 ∙1,85 + 6,38∙0,006] =1,42∙bф + 12

b2 = 3,3 м

ℓ2 = 11,0 м

σ_ср = 16,1 т/м²

R = 16,7 т/ м²

σ^мах_min = (Рс/А) (М/W) = (459,4/3,3∙11,0) (44,8∙6)/(3∙11,0²)= 12,6 0,74

σ_ср = 16,1 ≤ R = 16,7

σ_max = 13,3≤ 1,2∙R = 20,0

σ_min = 11,8> 0

Условие (*) по фундаменту №3 выполняется.