Меню

Что такое среднее давление по подошве фундамента это нагрузка

5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Б. ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; Мх — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; Ix — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

где Wx — момент сопротивления подошвы, м 3 ; ex = Mx/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

или для прямоугольной подошвы

где Мх, My, Iх, Iy, ex, ey, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

εu = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R εu = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

εu = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε ε = 1/10, соотношение краевых давлений pmin/pmax = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

где b — ширина подошвы фундамента; l = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l = 1,4).

Читайте также:  Форма для облицовки фундамент

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

где id — крен заглубленного фундамента; ci — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φII = 37°; cII = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета εu = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

м 2 .

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой

кПа R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Расчет среднего давления под подошвой фундамента

С подбором типоразмера»

Студент ИСТАС IV-4

Проф. Игнатов В.П.

Исходные данные

1. Сборный типовой железобетонный ленточный фундамент под стену крупнопанельного жилого дома (см. схему).

2. Расчетная нагрузка N на фундамент составляет 700кН/м 2

3. Инженерно-геологические и гидрологические условия строительной площадки заданы.

4. Здание длиной 30м и шириной 15м представляет собой бескаркасную жёсткую конструкцию с отметкой пола подвала: -2,0м. Толщина бетонного пола подвала равна 0,1м.

5. Предельная допустимая осадка основания равна 0,1м.

Сборный ленточный фундамент состоит из плит и стены, собираемой из бетонных блоков.

Здесь обозначено: DL – отметка поверхности природного рельефа

NL – отметка планировки

Для данной лабораторной работы NL и DL совпадают

FL – отметка подошвы фундамента

WL – уровень подземных вод

1. Основание под подошвой фундамента сложено слоями из 4 видов грунта:

I Глина мягкопластичная:
II Суглинок тугопластичный:

III Песок мелкий:

IV Супесь пластичная:

2. Удельный вес грунта от уровня планировки до подошвы фундамента:

3. Границы слоев находятся на отметках: -3,8м ; -6м ; -8,8м.

4. Уровень грунтовых вод (WL) расположен на отметке: -5,7м.

5. Предельно допустимая осадка основания (S) равна 0,1 м.

Подбор типового размера и марки фундамента

При расчете деформаций оснований по схеме линейно-деформируемого полупространства среднее давление под подошвой фундамента P не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

(1)

Здесь, γс1 , γс2 – коэффициенты условий работы разных грунтов в основании (для лабораторной работы γс1 = 1,1; γс2 = 1,2);

Читайте также:  Заливка фундамента своими силами

Kz = 1 при b 3 . Характеристика γП находится для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента:

z = b/2 при b =10м (здесь z1 = 4м)

Ширина здания составляет 15м. b=15м, тогда z=5,5м.

Величина γ’П =17 для нашей лабораторной работы, это γ для засыпки.

Величина γП находится по следующей формуле (как средне-взвешенное):

i=1…n , где n – число слоёв грунта, укладывающихся в величине z, отсчитываемой от подошвы фундамента ( ).

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора (глины), должен приниматься с учётом взвешивающего действия воды по формуле:

где gs = 26 кН/м 3 — для песчаного грунта, и 27 кН/м 3 — для пылевато-глинистого грунта;

gw = 10 кН/м 3 — удельный вес воды;

e – коэффициент пористости.

gsb = (27-10)/(1+0,65) = 10,3 — для суглинка

gsb = (26-10)/(1+0,65) = 9,7 — для песка

Значит,

1)При высоте плиты h=0,3

= (17*1,4 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*1,9)/5,5=14,80

2)При высоте плиты h=0,5

= (17*1,2 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*2,1)/5,5=14,54

сП — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

сП = 40

db — глубина подвала (расстояние от уровня планировки NL до пола подвала), м;

db = 2,0+0,1=2,1м

d — глубина заложения фундамента от уровня планировки NL, м.

1)При высоте плиты h=0,3, d=2,0+0,3+0,1=2,4

2) При высоте плиты h=0,5, d=2,0+0,5+0,1=2,6

Тогда мы можем рассчитать d1

где hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

для разной толщины подошвы соответственно:

1) hs1 = 0,3для h=0,3

2) hs2 = 0,5 для h=0,5

hcf — толщина конструкции бетонного пола подвала, м; hcf = 0,1м.

gcf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3

(gcf =20 кН/м 3 )

1)при высоте плиты h=0,3, d1=0,3+0,1*20/17=0,418

2) при высоте плиты h=0,3, d1=0,5+0,1*20/17=0,618

Значения коэффициентов Mn, Mq, Mc определяются по таблице 1 (таблица 5.3 из СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»), которая приводится ниже. Из нее видно, что, т.к. в нашем случае , то

Среднее давление Р по подошве фундамента от центральной нагрузки не должно превышать расчетного сопротивления R, то есть:

P = (N + GП) / A £ R (3)

где N — нагрузка, приложенная к обрезу фундамента; N=700 кН/м 2

GII — расчетная нагрузка от фундамента и грунта на его обрезах принимается

GII = 1,5 Gф; Gф — вес фундамента;

А— площадь фундамента, А= b*1 м.

, гра- дус Mn Mq Mc , гра- дус Mn Mq Mc
3,14 0,61 3,44 6,04
0,03 1,12 3,32 0,72 3,87 6,45
0,06 1,25 3,51 0,84 4,37 6,9
0,1 1,39 3,71 0,98 4,93 7,4
0,14 1,55 3,93 1,15 5,59 7,95
0,18 1,73 4,17 1,34 6,35 8,55
0,23 1,94 4,42 1,55 7,22 9,22
0,26 2,05 4,55 1,81 8,24 9,97
0,29 2,17 4,69 2,11 9,44 10,8
0,36 2,43 4.99 2,46 10,85 11,73
0,43 2,73 5,31 2,88 12,51 12,79
0,51 3,06 5,66 3,38 14,50 13,98
0,56 3,24 5,84 3,66 15,64 14,64
Читайте также:  Бетонное основание под фундамент снип

В итоге:

1)для плиты h=0,3м

R = (1,1*1,2/1,1)[0,26*1*b*14,80 + 2,05*0,418*17 + (2,05-1)*2,1*17 + 4,55*40]=

=4,62*b + 280,86 (кПа)

2)для плиты h=0,5м

R=(1,1+1,2/1,1)[0,26*1*b*14,54 + 2,05*0,618*17 + (2,05-1)*2,1*17 + 4,55*40]=

= 4,54*b + 289,23 (кПа)

Расчет среднего давления под подошвой фундамента

Среднее давление Р по подошве фундамента от центральной нагрузки не должно превышать расчетного сопротивления R, то есть:

P = (N + GII) / A £ R (3)

Предварительные размеры подошвы фундамента при неизвестном расчетном сопротивлении можно определить графически. Для этого формулу (3) можно представить в виде зависимости P = f1(b), которая в общем случае является уравнением гиперболы:

P = d*b*gf + N / A, (4)

где b*gf = 20 кПа, А = b*1 (м 2 ).

Для 0,3: Р=2,4*20 + 700/b = 700/b+48

Для 0,5: Р=2,6*20 + 700/b = 700/b+52

Формула (1) для R является уравнением прямой R = f2(b).

Прямая R = f2(b) строится по двум точкам: b = 0 и b = некоторому значению >0, а гипербола (4) — по нескольким значениям b для получения плавной кривой.

Для 0,3: R=4,62*b + 280,86

Для 0,5: R=4,54*b + 289,23

Если построить графики для P = f1(b) и R = f2(b), то пересечение гиперболы и прямой даст искомое значение b.

Графически это будет выглядеть так:

h=0.3 При этом b≈2.84

h=0.5 При этом b≈2.81

Определим значение параметра другим путем, решив уравнение:

1)При высоте плиты h=0,3

Домножив на b правую и левую части и перенеся все члены уравнения влево, получим квадратное уравнение:

4,62b 2 +232,86b-700=0

Найдя корни этого уравнения, один из которых будет отрицательным, поэтому мы его сразу отбрасываем, получим искомое b:

b=2.845

2)При высоте плиты h=0,5

Домножив на b правую и левую части и перенеся все члены уравнения влево, получим квадратное уравнение:

4,54b 2 +237,23b-700=0

Найдя корни этого уравнения, один из которых будет отрицательным, поэтому мы его сразу отбрасываем, получим искомое b:

b=2.810

Далее из таблицы 2 по полученному значению параметра b подбираем с округлением в большую сторону соответствующий типовой размер и марку плиты фундамента и приступаем к определению его осадки. Так как глубина заложения фундаментной плиты зависит от её толщины, то расчет по формуле (1) и построение графиков осуществляется для h=0,5 и h=0,3 м.

Эскиз Марка плиты Размеры, мм Масса, кг
b l h
ФЛ 32.12 ФЛ 32.8
ФЛ 28.12 ФЛ 28.8
ФЛ 24.12 ФЛ 24.8
ФЛ 20.12 ФЛ 20.8
ФЛ 16.24 ФЛ 16.12 ФЛ 16.8
ФЛ 14.24 ФЛ 16.12 ФЛ 16.8
ФЛ 12.24 ФЛ 12.12 ФЛ 12.8
ФЛ 10.24 ФЛ 10.12 ФЛ 10.8

Подбор плиты

Исходя из имеющихся типоразмеров фундаментных плит, можно подобрать плиту по параметру b. Плита ФЛ 32.12

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *