Основания и фундаменты в строительстве

Дополнительное  вертикальное давление на основание:

, где

  – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

- для средней колонны:

;

- для крайней колонны:

;

Дополнительное  давление:

, где

  – коэффициент  зависит от  соотношения  сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины   [1, прил. 2, табл.1]; значения  z отсчитываются от подошвы условного фундамента до подошвы каждого слоя мощностью ;

:

- для средней колонны:

;

;

- для крайней колонны:

;

; 

Эпюры вертикальных напряжений от веса грунта и  дополнительных давлений см. рис. 10. Граница сжимаемой толщи основания находится на глубине , где выполняется условие:

. 

 

Таблица 5. Определение давления под подошвой условного  фундамента средней   колонны. 

 

Таблица 6. Определение давления под подошвой условного фундамента крайней колонны. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

4. Определение осадки фундамента методом  послойного суммирования

 

Осадка  запроектированного фундамента должна удовлетворять  условию:

, где

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения [1, п.2.39, прил. 4];

S – совместная деформация основания и сооружения (см. п.7.4).

Осадка фундамента:

, где

- модуль деформации для слоев грунта ниже подошвы условного фундамента;

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща; 

мощность  i -го слоя грунта, для средней колонны;

  – мощность i -го слоя грунта, для крайней колонны; 

Осадка  фундамента под средней  колонной:

;

.

Осадка  фундамента под крайней  колонной:

;

.

Относительная разность осадок [1, прил.4]:

, где

- разность осадок смежных фундаментов средней и крайней колонны промышленного здания, м;

  – пролет промышленного  здания;

- предельная относительная разность осадок [1, прил.4];

;

.

 

8. Подбор  марки сваи

 

Подготовка  исходных данных для  расчета по программе  КОСТ-2.

Перемещение несущего элемента от единичной силы [4]:

;

.

Перемещение несущего элемента от единичного момента:

, где

A₀, В₀, С₀ – коэффициенты, определяемые по прил. 1 табл. 5 [4], при = если > 4, то = 4, т.к. сопряжение свай с ростверком принято шарнирным;

H = 7,7 м – фактическая глубина погружения сваи;

  – коэффициент деформации, где

К – коэффициент  пропорциональности грунта, кН/м⁴ [4, прил.1]. 

Рисунок 12. Схема к определению приведенного значения коэффициента пропорциональности грунта. 

, где

  – мощность слоя грунта с от подошвы ростверка до кровли слоя грунта с ;

  – мощность слоя в пределах h_m от кровли слоя грунта с К₂;

  – мощность слоев грунта (рис. 11), определяющих в основном работу свай на горизонтальные нагрузки (в пределах которой влияние различных значений на работу сваи уменьшается до нуля):

;

;

;

;

;

  – модуль упругости материала сваи [10, табл. 5] с коэффициентом условия работ _{при В20;}

  – момент инерции  поперечного сечения  сваи;

- расчетный размер  сваи, где

  – для прямоугольного сечения сваи;

  – размер поперечного сечения сваи;

; > 4, следовательно, = 4, т.к. сопряжение свай с ростверком принято шарнирным;

;

;

;

;

;

. 

Момент  в голове сваи (при  свободном опирании ростверка на сваи):

.

Поперечная  сила в голове сваи:

, где n – количество свай;

- для средней колонны:

;

- для крайней колонны:

.

  –  свободная  длина сваи.

N – количество сечений свай, в которых вычисляем, вышесказанные величины при , .

.

Для средней колонны: , ;

Для крайней колонны: , .

По  серии 1.011.1 – 10.1 [8] под  средние и крайние  колонны принимаю: продольное армирование 4Ф 12АIII; марка каркаса КП 60.30 - 6; марка сваи С 60.30 – 6.

КОСТ2 для средней колонны:

КОСТ2 для крайней колонны:

 

9. Расчет  ростверков по прочности

1. Расчет  ростверков на продавливание  колонной

 

Рисунок 13. Схема образования пирамиды продавливания под:

а) средней железобетонной колонной прямоугольного сечения;

б) крайней железобетонной колонной прямоугольного сечения. 

Расчет  на продавливание  колонной центрально-нагруженных  ростверков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай:

, где

  – расчетная продавливающая  сила, равная сумме  реакции всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

  – сумма реакций всех свай, расположенных с одной стороны от оси колонны в наиболее нагруженной части ростверка за вычетом реакций свай, расположенных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси колонны.

Для средней колонны:

.

Для крайней колонны:

.

  – расчетное сопротивление бетона B20 растяжению для железобетонных конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона, кПа;

  – рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана;

- коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, здесь

  – площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, где

, – размеры сечения колонны;

  – глубина заделки  колонны в стакан  фундамента, м; 

Для средней колонны:

;

;

- для крайней колонны:

;

; принимаем ;

  – расстояние от грани колонны с размером до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания:

  – расстояние от грани колонны с размером h_col до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

Т.к. отношение , то при = h₀; при = 0,4h₀.

- для средней колонны:

, принимаем ;

, принимаем .

- для крайней колонны:

, принимаем 

, принимаем  
 

Для средней колонны:

;

;

Для крайней колонны:

;

.

2.  Расчет  ростверков на продавливание  угловой сваей