ПРИМЕР 1. Расчет основания фундамента стены подвала
В кирпичном здании подвальное помещение с наружными стенами из бетонных блоков.
Класс бетона по прочности В7,5 (М 100) (Eb=14500 МПа). Ширина блоков 0,6 м. Геометрические размеры стены приведены на рис. 3.1, где:
h1=0,55 м; h2 =2,46 м; hз =0,5 м; H=3,51 м; h=2,96 м; b=2,8 м; q =10 кПа; Nc =340кН; Мс =20 кНм; е = 0,85 м.
УсилияNc и Мc даны на 1 метр длины стены.
Расчетные характеристики грунта основания суглинка мягкопластичного
gII =18,5 кН/м3 ; φII = 16 °; Сn =16 кПа; E=8 МПа.
Расчетные характеристики грунта засыпки суглинка мягкопластичного
g¢II =0,95gII = 0,95 ▪18,5=17,58 кН/м3;
φ¢II =0,9 φII =0,9 ▪16=14,4°;
С¢ = 0,5С =0,5 ▪16=8 кПа<10 кПа.
Определяем интенсивность давления грунта
θ0 =45° - φ¢II / 2=45° - 14,4 /2=37,8°;
λ= tg2 θ0 = tg237, 8°=0,602;
K1 = 2 √λ= 2 √0, 602 =1,55.
Рисунок 3.1 Расчет основания фундамента подвального помещения
Интенсивность горизонтального давления грунта от нагрузки q на поверхности земли.
Pq =q▪gf▪λ = 10 ▪ 0,602 ▪ 1,0 =6,02 кПа
Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственной массы :
на поверхности земли Pγ1 = 0
в уровне верха фундаментной плиты
Pg2 = = (g¢II ▪gf ▪h▪λ - с¢II ▪ ΚI ) ▪ y /h = (17,58 ▪ 1,0 ▪ 2,96 ▪ 0.602 – - 8 ▪ 1,55) ▪2,46 / 2,96 = 15,73 кПа;
в уровне подошвы фундамента
Р g3= (17,58 ▪ 1,0 ▪ 2,96 ▪ 0,602 - 8 ▪ 1,55) ▪ 2,96 / 2,96 = 18,93 кПа.
Дополнительные параметры:
момент инерции 1 м стены подвала
Ib = 1,0 ▪ t3 / 12 = 1,0 X 0,63 / 12 = 0,018 м4;
коэффициенты
m1 = H / (h1 + h2) = 3,51 / (0,55 + 2,4б)=1,166
n = h3 / (h1 + h2) =0,5 / (0,55 + 2,4б)=0,166
n1 = h2 / ( h1 + h2)=2,46 / (0,55 + 2,46)=0,817
K = ω▪Eb▪Ib▪m12 / E▪b2▪(h1 + h2) =
=3 ▪ 14500 ▪ 0,018 ▪ 1,1662 /8 ▪ 2,82 ▪ (0,55 + 2,46) = 5,64
Нагрузка от массы фундаментной плиты
G = Gn▪ 9,81 / ln = =5,9 ▪9,81 / 2,38 = 24,3 кН
Здесь G n - масса фундаментной подушки;
ln -длина фундаментной, подушки.
Hагрузка от массы грунта и временная нагрузка над левой частью фундамента
G1 + G2 = 2,46 ▪17,58 ▪1,0 ▪1,1 + 10 ▪1,0 ▪1,1= 60,5 кН.
Нагрузка от массы стены подвала
G3 = 0,6 ▪3,01 ▪1,0 ▪24 ▪1,0 = 43,3 кН;
Суммарная вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента
F”n = G + G1 + G2 + G3 + Nc = 24,3 + 60,5 + 43,3 + 340 = 468,1 кН.
Опорная реакция в уровне низа плиты перекрытая надподвального этажа.
Ra = (h1 + h2 ) ▪ { Pq ▪ [ 4n13 – n14 + 4K(n1 + n) 2 / m1] / 8 + Pγ2▪ [ 15n13 –
-3n14 + 20K (n1+ n) 3/m1▪ n1] / 120}/( 1 + K) + [Mc▪ (1,5 m1+ K)– (G1 +
+G2)e▪ K] / / H▪ (1 + K) = (0,55 + 2,46) ▪ {6,02▪ [4 ▪ 0,817 3- 0,817 4+
+4 ▪ 5,64▪ (0,817 + 0,166) 2/ 1,166 ] /8 + 15,73▪[15 ▪ 0.817 3 - 3 ▪ 0,817 4+
+ 20 ▪ 5,64 ▪ (0,817 + 0,166)3 /1, 166 ▪ 0,817 ] / 120 } / (1 + 5,64) +
+ [ 20 ▪ (1,5 ▪ 1,166 + 5,64 ) - 60,5 ▪ 0,85 ▪ 5,64]/ 3,51▪ (1 + 5,64) =
= 14,06 - 6,10 =7,96 кН.
Момент в уровне подошвы фундамента
М0 = - Ra▪H + Pq▪h2 /2 + Рγ3▪ h2 /6 - (G1 + G2 )e + Мc = - 7,96 ▪3,51 + 6,02 ▪2,962 / 2 + 18,93 ▪2,962/6 - 60,5 ▪0,85 + 20 = -5,35 кНм.
Момент в уровне подошвы фундамента действует против часовой стрелки.
Расчетное сопротивление грунта основания определяется по
формуле:
R = gс1 ▪gс2 /k ▪[ Mg ▪kz▪b▪gII + Mq▪d1▪g¢II + (Mq – 1) ▪ db▪g¢II + Mc▪ ▪cp]= =1,1 X 1,0/ 1,1 X [0,36 X 1 X 2,8 X 18,5 + 2,43 X 0,62 X 17,58 + (2,43 - - 1) 2,0 X 17,58 + 4,99 X 16] =174,4 кПа.
где gс1 =l,l; gс2 =1,0 (табл. 3/4/ ); k =1,1; Mg =0,36;
Mq=2,43; Мс=4,99 при φII =16° (табл.4 /4/); db=2,0 м.
Среднее давление под подошвой фундамента
Pср = Fv / A = 468,1 / 2,8 ▪ 1,0= 167,2 кПа < R=174,4 кПа.
Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента.
P(max,min) = Fv /A +- Mo /W
Pmax = 468,1 / 2,8▪1,0 + 5,35▪6 / 2,82▪1,0 =171,3 кПа< <1,2R=209,3 кПа
Pmin= 468,1/2,8▪1,0 - 5,35▪6 /2,82▪1,0=163,1кПа>0
Проверки выполняются. Размеры фундамента достаточны для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций здания. Далее необходимо переходить к вычислению абсолютных и относительных осадок основания и сравнению их со значениями, нормируемыми СНиП.
Дата добавления: 2019-07-26; просмотров: 155;