Вся электронная библиотека >>>

 Сборные фундаменты  >>>

 

 

   Фундаменты промышленных и жилых зданий


Раздел: Учебники

 

Г Л AHA 3. Расчет сборных фундаментов

  

 

Расчет фундамента производят для определения его размеров на основе величин действующих нагрузок и прочности материала, а также для определения необходимого количества арматуры, если проектируется железобетонный фундамент. Однако основной размер фундамента — ширина его подошвы (или общая площадь) —определяется по несущей способности грунта основания. Следовательно, для того чтобы найти этот размер, нужно произвести расчет основания: определить допускаемую величину давления на грунт. В соответствии с действующими нормами расчет оснований ведется по методу условных предельных состояний, главным образом, по деформациям. Размеры фундаментов, а тем самым давления, передаваемые на грунт, должны быть такими, при которых деформации основания не вызовут недопустимых повреждений несущих конструкций здания и обеспечат его бесперебойную эксплуатацию. Пределы деформаций устанавливаются в зависимости от типа здания или сооружения и регламентируются нормами. Расчетная величина деформаций основания (осадка) определяется по формулам механики грунтов и сопоставляется с допускаемой.

Порядок определения размеров подошвы фундамента следующий:

1)         конструктивно назначаются размеры фундамента;

2)         определяется величина нормативного давления и сопоставляется с принятой в расчете. Если последняя окажется больше той, которая получена по формуле, за допускаемую величину давления на грунт принимается величина нормативного давления;

3)         определяется расчетная величина осадки (или разность). Если она окажется не больше допускаемой, то расчет по деформациям считается законченным;

4)         проверяют краевые давления по подошве фундамента; если они получаются больше нормативных, располагают блок- подушку с некоторым эксцентрицитетом относительно стены подвала, если же этим приемом не удается обеспечить допускаемое краевое давление, применяют блок большей ширины.

Зная ширину подошвы, производят расчет собственно фун. дамента: определяют высоту блока-подушки, допускаемый выле] консоли (или количество арматуры), определяют толщину стен

Пример расчета ленточных фундаментов жилого пятиэтажного крупноблочного здания с подвалом. Геологические условия площадки характеризуются следующим напластованием грунтов. Сверху залегает рыхлая влажная супесь с объемным весом ji = = 1,7 т/.м3, расчетным углом внутреннего трения <pf =22°. Толщина этого слоя равна около 3 м. Супеси подстилаются суглинками, коэффициент пористости которых равен вп — 0,55. Природная влажность Wu =21%. Нормативный угол внутреннего трения •ffj — 24°, а сцепление—cf, =0,08 кг/см2. Объемный вес = = 2 т]м3. Модуль деформации грунта Ли = 160 кг/см2. Толщина слоя 3,6 м. Ниже залегает мощный слой очень влажных глин (U/'m =35%) с коэффициентом пористости еш = 1Д)5, объемным весом Тш -2 т/м». Нормативное удельное сцепление грунта-ciii =0,08 кг/см2, а угол внутреннего трения уш =18°. Грунты с и л ь н о с ж и м а е м ы е: модуль деформации =80 кг] см2.

Под внутренней стеной напластование грунтов несколько иное. Здесь толщина слоя суглинков составляет всего 0,6— 0,8 м. Грунтовые воды располагаются на значительной глубине.

Величина нормативной нагрузки от вышележащих стен на 1 пог. м на уровне надподвального перекрытия N ' = 21 т, а расчетной N9 = 24 т. В здании предусматривается подвал. Нагрузка от перекрытия над подвалом составляет: нормативная

Рдер = 1,8 т]пог. м, а расчетная — Рпер = 2,1 т]пог. м. Нормативная нагрузка на внутреннюю стену с учетом нагрузки от перекрытия над подвалом Nf = 35,4 т]пог. м.

Ввиду необходимости устройства подвала решено пройти супесь и заложить подошву фундамента на суглинке.

Для устройства стен подвала применяются сплошные бетонные блоки толщиной 40 см. Толщина наземных стен равна 51 см; таким образом, с внешней стороны наземные стены образуют свес величиной 11 см. Глубина опирапия перекрытия на стену равна 18 см. Таким образом, нормальные силы действуют с эксцентрицитетом относительно центра тяжести сечения стены подвала: сила N — с эксцентрицитетом ел = 5,5 см, а Р с эксцентрицитетом е2 = 11 см. Количество рядов фундаментных стеновых блоков по высоте равно пяти.

По конструктивным соображениям принимаем фундаментные блоки-подушки марки Ф-12, т. е. устраиваем фундаменты шириной 1,2 м. Расчет ширины фундамента ведется по нормативным нагрузкам. Определим -величину действующего давления по по

Определим нормативное давление р«/4 , т. е. такое давление, при котором можно производить расчет осадки по теории линейно деформируемого тела. При этом давлении глубина зоны пласгических деформаций у краев не должна превышать 0,25 ширины подошвы фундамента. Это давление при наличии подвала определяется по формуле

Ри4 = [л (я - 2е0) + — j тп + ^п , (26) где A j Б и D — безразмерные коэффициенты, принимаемые по нормам, в зависимости от величины нормативного гула внутреннего трения; е0—эксцентрицитет продольной силы относительно центра тяжести сечения подошвы в ж; Н— глубина от природного уровня грунта или от планировки срезкой до подошвы фундамента в ж; сц—нормативное удельное сцепление для глин или нормативный параметр линейности для песков, залегающих непосредственно под подошвой фундамента, в т/м2; Т;/— объемный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента

Для определения величины эксцентрицитета е . необходимо рассмотреть силы, действующие на фундамент на уровне его подошвы. Это, во-первых, силы Nh и Р%9 , приложенные с эксцентрицитетом, собственный вес стены и фундамента, действующий центрально, и горизонтальная сила Т — боковое давление грунта, от которой возникает момент.

Для уменьшения краевого напряжения можно применить конструктивный прием: сместить блок относительно стены подвала в сторону действия момента, т. е. внутрь здания. У блока- подушки ширина верхней опорной плоскости равна 60 см, это дает возможность сместить блок-подушку на 6 см, обеспечив опирание стеновых блоков на подушку.

Определим нормативное давление на основание при данной ширине подошвы

0,7(1,4 - 0,04) + 3,9(2-3,3 + 0,42) j 2 +6,5-0,08 = 2.11 кг/см2.

фактическое давление по подошве фундамента шириной 1,4 м равняется 2,1 кг !см2, что совпадает с вычисленным по формуле.

Максимальное краевое напряжение в этом случае равнор'иакс = 2,1 (\ -I- y^j = 2,46 кг см2: что на 17% превышает среднее значение давления, т. е. находится в допустимых пределах.

Далее необходимо произвести расчет по деформации, т. е. определить осадку (или разность) и сравнить ее с допускаемыми значениями для данного типа здания.

где п—число слоев, на которое развита сжимаемая толща основания;

Величина нормального напряжения, вызванного нагрузкой от фундамента на глубине определяется по формуле Pz = * (Р            Рб);     (34) где a — коэффициент изменения дополнительного давления в грунте, учитывающий форму подошвы фундамента,

определяется по нормам в зависимости от т и п, которые в свою очередь равны: гп = (а — ширина фундамента) и п= — (Ь — длина фундамента);

р —среднее фактическое давление по подошве фундамента;

рб — бытовое давление в грунте на отметке подошвы фун

дамента (давление от веса грунта толщиной от подощ. вы до отметки природного рельефа). Расчет по определению сжимающих напряжений сведен в табл. 12. При этом напряжения следует определять по глубине через 0,4а. В данном случае разбиваем толщу на слои толщиной 0,6 м. Прежде чем приступить к вычислению осадки, следует проверить необходимость учета влияния фундамента внутренней стены. Согласно нормам учитывать влияние нагрузки от соседнего фундамента следует тогда, когда в нижней части сжимаемой толщи залегают грунты с модулем деформации менее 75 кг/см2. Так как в нашем случае модуль незначительно превышает эту предельную величину, то следует произвести проверку.

Таким образом, величина осадки оказывается очень незначительной. Несмотря на то, что под внутренней стеной напластование грунтов хуже, чем под наружной (модуль деформации грунта, слагающего в основном основание, равен £ш = 80 кг/см2), а передаваемая нагрузка больше, осадка будет лишь несколько больше, чем в первом случае и значительно меньше допускаемой.

Однако при существующем напластовании грунтов в основании возможны неравномерные осадки наружной и внутренней стен, которые могут вызвать нарушение эксплуатационной пригодности сооружения. Поэтому необходимо определить осадку внутренней стены и вычислить неравномерность осадки в поперечном направлении здания.

Принимаем для внутренних стен фундаментные блоки-подушки Ф-16 шириной 1,6 м. В этом случае фактическое давление по подошве равно рф = —j— = 22,2 т/л2 = 2,2 кг/см2.

Вычислим нормативное давление на основание при заданных размерах фундамента. При этом следует иметь в виду, что нагрузка передается центрально

Разница между фактически действующим и нормативным давлением не превышает 5%, что может быть допущено.

Определим нормальные напряжения по глубине основания и толщину сжимаемой толщи

Граница сжимаемой зоны расположена на глубине, где удовлетворяется условие р =0,2 р6, в данном случае на глубине 5,1 м ниже подошвы фундамента.

Разность осадок внутренней и наружной стен равна 1,7 см или отнесенная к длине (расстояние между осями стен 5,6 м) — 0,0031.

Для данного конструктивного решения, когда можно рассматривать опирание перекрытий на стены как неподвижные шарниры, неравномерная осадка не вызовет дополнительных усилий, способных нарушить эксплуатационную пригодность или статическую устойчивость сооружения. В этом случае по нормам можно допустить разность осадки, равную 0,005 /, т. е. большую, чем вычисленная в примере. Поэтому можно считать расчет фундаментов стен законченным, если напластование грунтов в продольном направлении (по длине здания) не изменяется в значительной мере.

Ввиду того, что толщина слоя суглинка под фундаментом внутренней стены составляет менее 1 м (0,6 м), следует произвести расчет по определению нормативного давления подстилающего слоя, т. е. глины, и сопоставить с действующим. Для данного грунта при ширине фундамента 1,6 ж

Фактическое давление на кровлю этого слоя равно 1,46 кг/см2, т. е. меньше допускаемого.

Произведем расчет фундамента наружной стены в продольном направлении в предположении неблагоприятного напластования грунтов. С целью упрощения и уменьшения арифметических выкладок будем считать, что напластование грунтов под наружной стеной, изображенное на  64, имеет место у торцов здания. В средней части толщина слоя грунта с модулем деформации 160 кг/см2 уменьшается до величины ~ 0,5 м (т. е. в средней частй стены геологический профиль аналогичен про-

филю, изображенному на  64 под внутренней стеной). Таким образом, осадка краев вычислена и равна А = 1,9 см.

При длине здания, равной 56 м, относительный прогиб будет равен 0,00018. По нормам допускаемый относительный прогиб — 0,0007, т. е. значительно больше расчетного. Следовательно, деформации основания в продольном направлении оказываются допустимыми для данного здания.

Анализируя данные проведенного расчета, можно сделать вывод, что даже при таких неблагоприятных грунтовых условиях (неравномерное напластование грунтов, значительно отличающихся по сжимаемости, причем нижний слой имеет наиболее низкий модуль деформации) деформации основания оказываются значительно меньше допускаемых. Практически для обычных зданий и сооружений (кирпичные и крупноблочные жилые дома, промышленные каркасные цехи и пр.) можно не производить расчета осадки, ограничиваясь сопоставлением фактически действующего по подошве фундамента давления с нормативным, определяемым по формулам. И лишь при особо неблагоприятных грунтовых условиях (резкое изменение толщины слоев грунта, модули деформации которых отличаются более чем в 2—3 раза) необходимо определять осадки и их неравномерность.

Аналогично определяют размеры подошвы фундаментов промышленных зданий, например фундаментов под отдельно стоящими колоннами.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:   Фундаменты промышленных и жилых зданий

 




Смотрите также:

            

Сборные ленточные фундаменты. МОНТАЖ СБОРНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ...

Сборные ленточные фундаменты монтируются по тем же технологическим схемам, что и отдельные сборные фундаменты.

 

ФУНДАМЕНТ. Фундаменты ленточные, отдельные столбчатые, гибкие...

Сборные ленточные фундаменты монтируются по тем же технологическим схемам, что и отдельные сборные фундаменты.

 

Монтаж отдельных сборных фундаментов. Разбивка мест установки...

Комплексный процесс монтажа отдельных сборных фундаментов состоит из следующих операций: устройства основания

 

Возведение фундаментов и стен из сборных элементов. Фундаментные...

Столбчатые (отдельно стоящие) сборные фундаменты могут быть одноблочными, двухблочными и многоблочными.

 

Отдельные фундаменты колонн. Железобетонные фундаменты

1. Конструкции сборных фундаментов. В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн делают цельными и составными.

 

Разбивка мест установки блоков сборных фундаментов. УСТРОЙСТВО...

До монтажа сборных фундаментов выполняют разбивку мест их установки, которая начинается с натягивания проволок между обносками по продольным и поперечным осям колонн.

 

монтаж сборных подземных конструкций. Монтаж строительных...

Монтаж сборных фундаментов. В сельском строительстве сборные фундаменты монтируют из блоков, приведенных на рис. 1.82.

 

Качество монтажа. При монтаже сборных фундаментов контролируют...

При монтаже сборных фундаментов контролируют перевязку и толщину швов между ними, заполнение швов и пазов между блоками, а также швов между плитами перекрытия...

 

Основания и фундаменты

Под железобетонные колонны применяют железобетонные сборные и монолитные фундаменты стаканного типа. Сборные фундаменты могут состоять из одного...

 

Столбчатый фундамент. Фундаменты из каменных и кирпичных столбов

Сборные железобетонные фундаменты рекомендуются для закладки на сырых и заболоченных участках.

 

Последние добавления:

 

Слесарные и сборочные работы 

 Промышленные здания  Предварительно напряженный железобетон 

Отопление и вентиляция Токарное дело арматурная сталь  ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД   

 Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции