Для столбчатого фундамента
Предварительно определяется эксцентриситет приложения нагрузки на обрезе фундамента и площадь подошвы:
При 
принимается 
.
При 
принимается: 
.
Далее назначаются размеры подошвы фундаментов 
относительно принятых 
при 
. Для назначенных размеров определяются величины:
.
По результатам вычислений строятся зависимости 
и 
, в точке пересечения зависимостей определяется расчетная ширина подошвы фундамента 
, которая округляется до размера кратного 100мм, в большую сторону: 
.
Далее уточняется фактический вес тела фундамента: 
, где 
- объем тела фундамента; и фактический вес грунта на его уступах: 
, где 
- объем грунта.
Определяются нагрузки по подошве фундамента: 
.
Оцениваются фактические давления на грунт: 
Требование по ограничению давлений по подошве столбчатых фундаментов для зданий разного назначения приведены на рис. 5.9.
Рис. 5.9 Схемы по ограничению средних (Рср) и краевых давлений (Рmin; Рmax) по подошве фундаментов.
и рассчитанных размеров подошвы фундаментов 
производится конструирование тела фундамента из заданного материала из условий его работы как жесткого штампа. В строительной практике наибольшее применение получили фундаменты из железобетона, бетона и бутобетона. В курсовом проекте принимаются фундаменты из железобетона, при прочности бетона соответствующей классу В15…В20. Угол жесткости для железобетона составляет 
. Тело абсолютно жесткого штампа ограничивается в теле фундамента образующими под углом (рис. 5.10), свес тела жесткого фундамента 
за грань передающей конструкции (стены или колонны) определяется жесткостными параметрами тела фундамента и грунтового основания: 
, где 
- модуль общей деформации грунта в основании, 
- модуль деформации материала фундамента; 
рабочая высота ступеней в теле фундамента.
При 
считается, что фундамент жесткий. В практике проектирования величина свеса ступеней принимается в интервале 
. В курсовом проекте, при отсутствии расчетов по работе тела фундаментов по материалу на изгиб, продавливания и на раскрытие трещин, рекомендуется принимать для фундаментов свес 
за пределы абсолютно жесткого тела не более . Для сборных ленточных фундаментов размеры плит и их класс по величине допустимых давлений на грунт 
принимать по серии.
В случае если принятая глубина заложения не обеспечивает возможность устройства плиты фундамента требуемых размеров, необходимо выполнить увеличение глубины заложения подошвы фундамента и расчеты по требуемым размерам повторить.
При обеспечении требований по устройству плиты фундамента производится его полное конструирование, и компоновка подземной части здания.
Для здания на ленточных фундаментах производится компоновка нулевого цикла. На рис. 5.11 приведена компоновка сечения для здания с подвалом из сборных элементов. Фундаментная плита ленточного фундамента сборная принимается по требуемым: размеру в плане и действующему давлению 
по каталогам заводов изготовителей. В случае если фундаментная плита будет эксплуатироваться ниже уровня грунтовых вод расчетное давление под подошвой, при определении требуемого класса подушки по допустимым нагрузкам, условно увеличить в 1,2 раза.
Под сборными фундаментными плитами выполняется ручной добор, для удаления расструктуренного грунта, на глубину 
и подготовка из песка крупного или средней крупности, которая служит для выравнивания поверхности основания, снижения концентрации напряжений из-за неровностей по подошве плит и дренирования воды из порового пространства грунта в основании по мере его обжатия нагрузками от здания.
Для ленточных фундаментов из монолитного бетона требуется устройство бетонной подготовки, которая выполняет технологическую функцию, обеспечивая установку арматуры и опалубки, служит элементом уменьшающим величину защитного слоя бетона подошвы плиты фундамента с 70мм до 35. Подготовку рекомендуется выполнять из бетона класса В7,5…В10 по прочности. В случае залегания в основании водонасыщенного глинистого грунта бетонная подготовка усложняет фильтрацию воды при его обжатии нагрузками от здания и создает увеличенные фильтрационные давления в зонах под краями подошвы фундамента. Особенно неблагоприятно такие условия сказываются в слабых грунтах. Для снижения влияния фильтрационных давлений подготовка под фундаментами может быть выполнена двухслойной с нижним слоем из песка.
Для здания на столбчатых фундаментах производится конструирование фундаментов с учетом положения пола и конструкции применяемых фундаментных балок. Фундаменты в зданиях с подвалом устанавливаются ниже пола подвала. Глубина положения обреза фундамента от поверхности пола принимается 150мм.
Фундаментные балки могут быть сборные и из монолитного бетона, устанавливаются на требуемом уровне с помощью столбиков - набетонок на ступенях плит фундаментов. Сечение балок зависит от толщины опирающихся на них стен и передаваемых нагрузок. Геометрические характеристики сборных фундаментных балок для шага колонн каркаса 6м приведены в приложении 3. На рис. 5.12 приведена схема компоновки фундаментов для здания без подвала.
Горизонтальная изоляция стен здания на ленточных фундаментах устраивается в шве фундаментной стены на уровне не ниже 250мм от отмостки.
Горизонтальная изоляция стен подвала выполняется в шве между фундаментной плитой и фундаментной стенкой с применением раствора с повышенным содержанием цемента.
Горизонтальная изоляция стен каркасных зданий выполняется в шве между фундаментной балкой и стеной.
Вертикальная гидроизоляция стен в зонах контакта с грунтовой средой выполняется обмазочными составами.
После компоновки фундаментов величина действующих нагрузок уточняется и производится проверка фактических давлений на грунт:
.
а = 35мм – защитный слой бетона
| 
|
Рис. 5.10 Схемы к конструированию плиты железобетонных фундаментов из монолитного бетона для принятых размеров 
и глубины заложения d.
а) для условий устройства плиты в виде одной ступени высотой hпл
б) для многоступенчатой плиты фундамента
| Рис. 5.11 Компоновка сечения нулевого цикла здания с подвалом на ленточных фундаментах из сборных элементов. FLпер – относительные отметки верха и низа плит перекрытия; FLф – относительная отметка подошвы фундамента; FLвф – относительная отметка верха фундамента; bл; bп – привязка граней фундаментной плиты к оси здания; bcл; bсп – привязка граней фундаментной стены к оси здания; а – глубина опирания перекрытия на стену для кирпичной кладки, принимается не менее 120мм; 1 – подготовка под фундамент для сборных плит принимается из песка средней крупности и крупного; для фундаментов из монолитного бетона принимается из бетона класса В(7,5…10), при водонасыщенных глинистых грунтах может устраиваться с нижним дренирующим слоем из песка; |
3 – фундаментная плита принимается требуемых размеров и класса по допустимым нагрузкам; 3 – фундаментные блоки заводского изготовления высотой 580 и 280мм, шириной 400, 500, 600мм из бетона класса В7,5…12,5.; 4 – кладка из керамического кирпича полнотелого, отвечающего требованиям по прочности и долговечности; 5 – кладочный раствор hш =20мм, отвечает требованиям по прочности кладки и долговечности здания; 6 – плита перекрытия сборная или из монолитного железобетона, размеры плит соответствуют серии или кратны модулю; 7 – вертикальная гидроизоляция препятствует смерзанию поверхности фундаментов и стен и их увлажнению; 8 – горизонтальная гидроизоляция, устраивается из рулонного материала или специального состава, обеспечивает защиту стен от капиллярной влаги.
| 
| ||
| Рис. 5.12 Конструирование столбчатого фундамента каркасного здания без подвала. hз - глубина заделки колонн сплошного сечения: hк= 400 мм; hз= 800 мм; hк= 500 мм; hз= 800 мм; hк= 600 мм; hз= 900 мм; hк= 800 мм; hз= 900 мм. dc – толщина стенок стакана принимается по расчёту, но не менее 200мм в плоскости рамы и не менее 150мм из плоскости рамы. В месте сопряжения со стеной толщина стенки стакана определяется толщиной стены. bп - размеры подколонников в направлении из плоскости рамы каркаса для, наружного ряда колонн, назначаются с учетом размеров по длине сборных фундаментных балок; | ||
1 - железобетонная колонна каркаса сечением bkxhk;
2- столбчатый фундамент с подколонником высотой hc и двухступенчатой плитой с высотой ступеней h1; h2 ;
3- выравнивающая подкладка для установки колонны в колодец фундамента;
4- обетонирование колонны в колодце фундамента;
5- столбик – набетонка для установки сборной фундаментной балки на проектную отметку FLфб ;
6- фундаментная балка сборная, установлена на набетонку через растворный шов hш;
7- подливка из бетона для выравнивания положения поверхностей обреза фундамента и фундаментных балок;
8- подготовка под фундаментом.
и размеры по ширине подошвы 
и принятые размеры 
. В результате влияния положения и ослаблений проемами определяются уточненные размеры фундаментных плит 
и 
.
- соответствует положению фундаментных плит по длине стен.
- соответствует площади плиты фундамента 2 выключаемой из работы в случае продолжения фундамента 1 за пределы несущей стены.
Величина выпуска плиты фундамента 1 за край стены 1 определится: 
.
| Для компенсации влияния зоны положения , возможно выполнить уширение плиты фундамента 2;
 - расчетная длина плиты фундамента 2 с учетом разрывов по его длине.
  ;
 может быть получена увеличением ширины монолитной плиты, увеличением ширины сборной плиты или устройством армированной бетонной подготовки под сборной плитой.
|
Рис. 5.13. Схема компоновки ленточных фундаментов в узлах сопряжения стен разного направления: а) в угловой зоне здания; б) в средней зоне по длине (ширине) здания.
Рис.15.4. Схема компоновки ленточных фундаментов в зоне проемов в фундаментных стенках.
- ширина проема; 
- допустимая величина свеса фундаментной плиты в нерабочем направлении за торец стены; 
- угол жесткости для железобетона принимается 
(при армировании не менее 0,05% от рабочей площади поперечного сечения плиты), для бетона 
- ослабление плиты фундамента по площади из-за устройства проема;
| - Для сборных плит длиной  при свесе С центр тяжести плиты должен отстоять от торца стенки на величину:
 где R – прочность кладки стены на сжатие.
|
выполняется проверка на возможность продавливания опорного слоя. Слабым считается слой грунта с показателем модуля деформации 
с показателем индекса текучести 
с показателем 
. Проверка осуществляется путем определения параметров условного фундамента с подошвой в уровне кровли слабого слоя грунта: 
- размеры подошвы, 
- глубина заложения; 
- среднее давление по подошве; 
- расчетное сопротивление грунта. При 
принимается, что подстилающий слой в основании обеспечивает восприятие нагрузок. Иначе необходимо принимать другое решение по устройству фундамента. Схема проверка подстилающего слоя в основании приведена на рис.5.15.
 
| 
Коэффициент распределения напряжений принимается по приложению 4. Для ленточных фундаментов  , 
Для столбчатого фундамента:
 - удельный вес подстилающего слоя грунта;  - для подстилающего слоя грунта
|
Рис. 5.15 Схемы к проверке слабого подстилающего слоя грунта
а) – для ленточных фундаментов;
б) – для столбчатых фундаментов.
, основание ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои, глубина каждого уровня zi=ni 
, ni – число слоёв.
Осадка элементарного слоя определяется как 
где 
дополнительное давление на грунт на глубине zi под центром подошвы фундамента.
;
где 
определяется по СНиП /3/ или по приложению 4.
природное давление на уровне подошвы фундамента, 
- средневзвешенное значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента; 
- глубина заложения подошвы фундамента.
Суммарная осадка фундамента определяется в пределах сжимаемой толщи (Нс)
Мощность сжимаемой толщи (Нс) определяется из условия:
при 
при 
-удельный вес и мощности выше расположенных слоев грунта.
Рис. 5.16 . Схема к определению осадок фундаментов по методу послойного суммирования.
, где 
- удельный вес грунта j-го слоя; hj – мощность j- го слоя грунта природного грунта, уровень грунтовых вод в слое грунта, испытывающего взвешивающее действие делит его на 2 слоя. 
- дополнительная эпюра напряжений в грунте от влияния соседних фундаментов.
где 
дополнительное давление по подошве условно выделенного слоя в грунте мощностью hi на глубине zi; P0 – дополнительное давление по подошве влияющего фундамента; 
- коэффициент влияния напряжений в рассматриваемом уровне на оси z при давлении Р0=1.
Схемы определения коэффициента приведены на рис. 5.17, расчёт коэффициентов влияния каждого условного прямоугольника загружения ( 
) выполняется с помощью приложения 4.
i-номер рассматриваемого элементарного слоя;
j-номер условного влияющего прямоугольника загрузки.
Подсчет дополнительной осадки проводится по методу послойного суммирования с учетом дополнительных давлений 
и изменений мощности сжимаемой толщи ( 
) рис. 5.16;
- доля осадки за счёт дополнительного обжатия i – го слоя грунта в основании.
Осадка рассчитываемого фундамента от действующих на него нагрузок уточняется в пределах увеличившейся мощности сжимаемой толщи: 
Суммарная осадка фундамента 
| 
|
| 
| ||||
| j=1 – прямоугольник размерами   ;
j=2 – прямоугольник размерами   ;
j=3 – прямоугольник размерами  ;
j=4 – прямоугольник размерами  .
| ||||
| 
| 
| 
| ||
Рис. 5.17 Схемы к определению дополнительных напряжении в грунте основания о взаимного влияния
а) случай когда фундаменты расположены на одной оси
б) случай когда оси фундаментов не совпадают ; hi=const для всех площадей нагрузки.
; 
где Р0 – дополнительная равномерно распределённая нагрузка по полосе;
bn-ширина полосы;
zi-глубина рассматриваемого слоя (i-го);
Y-расстояние по горизонтали от рассматриваемой точки до середины полосы;
Величина kn берется из приложения 5.
Осадки подсчитываются по методу послойного суммирования с учетом дополнительного давления и изменения мощности сжимаемой толщи
( 
) 
Схема расчёта дополнительных напряжений в грунте приведена на рис. 5.18
| 
|
Рис.5.18. Схемы к определению дополнительных напряжений в грунте основания от влияния соседних площадей загрузки (а), полосовой нагрузки: (б) нагрузок на полы промышленных зданий.
- - - образующие ограничивающие зоны влияния
- мощность сжимаемой толщи грунта под рассчитываемым фундаментом;
- мощность сжимаемой толщи с учетом влияющей соседней загруженной площади.
Р0 – дополнительная равномерно распределённая нагрузка по подошве влияющего фундамента;
hi – толщина условно выделенных слоёв в основании; zi – глубина подошвы условно выделенных слоёв;
- дополнительное напряжение в грунте от влияющего фундамента на заданной оси на глубине zi , q0 – нагрузка на полы в здании.
для крайних фундаментов,
для средних фундаментов.
Подсчет осадок по методу послойного суммирования 
.
Допустимая величина осадок (Su) определяется по СП /3/ и ограничивается из условий накопления неравномерных осадок в грунте основания, связанных с неоднородностью его деформационных показателей по глубине основания и простиранию здания, Sр≤Su.
Если условие по допустимым осадкам не удовлетворяется, необходимо изменить глубину заложения, или размеры подошвы, или улучшить грунты основания или перейти на другой вид фундаментов и расчеты повторить.
- разность осадок рядом расположенных фундаментов, или на соседних участках ленточного фундамента;
L - расстояние между точками разность осадок которых рассматривается;
-предельно допустимая относительная разность осадок отличается для разных конструктивных систем и применяемых материалов, принимается по СП “Основания и фундаменты”. Схема влияния относительной разности осадок приведена на рис. 5.19.
Рис. 5.19 Схема влияния относительных деформаций основания на состояние конструкций: 
- расчётные величины осадок фундаментов;
1- схема перекоса поперечных стен; 2 – схема нарушения поперечных стен трещинами.
-предельно допустимая величина крена для здания, принимается по СП “Основания и фундаменты”
E0 и 
-модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта основания (при неоднородном основании принимается средневзвешенные величины по площади эпюры напряжений 
)
; при в<10м; km=1,0; 
определяется по СНиП /3/
Схема к определению крена фундамента приведена на рис. 5.20.
Для оценки крена фундамента от влияния соседних площадей загружения, определяются осадки от дополнительных давлений в ближних, средних и дальних точках подошвы проектируемого фундамента.
Схема влияния соседних фундаментов на крен приведена на рис. 5.21.
Суммарная величина крена 
а)
| б)
| в)
| |||
| г) | 
| 
| |||
Рис 5.20 Схемы к расчету кренов фундамента.
а) Схема развития крена фундамента; б, в) Схема к определению эксцентриситетов приложения нагрузки в уровне подошвы фундамента; г) Зависимости к определению коэффициентов влияния эксцентриситетов на крен фундаментов в продольном и поперечном направлениях.
Рис. 5.21 Схема определения деформаций крена фундамента из-за влияния соседнего фундамента. 
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 3414;