Определение размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента

Определение размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента.

Дано: вертикальная нагрузка N011 = 2155,26кН и момент 2286,9 кН. Глубина заложения фундамента 3,35м. Подвал есть. Угол внутреннего трения грунта  = 18 град; с = 10кПа. Определим ориентировочно размеры подошвы фундамента, как центрально нагруженную : Аф = N011/ (R – V*d )=2155,26/(227-20*3,35)=13,47м2. Т. к. на фундамент ещё действует фундамент, который увеличивает Аф на 20% Аф=16,2 м2. При соотношении L/в=1 получим L=в =16,2=4 м. Назначаем размеры подошвы фундамента Lхв = 4х4м. Определяем расчетное сопротивление грунтов основания: Для суглинка с показателем текучести JL ≥ 0.5 коэффициент пористости е=0,66 по табл. 4 СниП 2,02,01-83* находим  =18 град и с = 10кПа. Затем по II находим коэффициенты Мv=0,43, Мq=2,73,Мс=5,31. Определяем соотношение L/H=48/20=2,4 и находим по табл. с1=1,2 и с2 =1,0. Т.к. расчетные характиристики получены косвенным путем, принимаем значение коэффициента к=1.Удельный вес gII=0,014 МН/м и gII=0,0163 МН/м3 NII= N0II+NфII+NгрII=2155,26+149,25+141,84=24 46,35 кН,а значит эксцентриситет внешней нагрузки в уровне подошвы фундамента составит: е=МII/NII=(2286,9(кН/м)/2446,35 кН=0,93м значение 0,033в=0,033*4=0,132м условий е=0,93м  0,033в=0,132м показывает, что данный фундамент необходимо рассчитать, как внецентренно сжатый. Определяем расчетное сопротивление основания для в=4м R=(1,2*1,0/1)*(0,43*1*4*19,7+2,73*1,3*18 ,3+( 2,73-1)*2*18,3+5,31*10)=258,3кН/м2 Производится проверка напряжений в грунте под подошвой фундамента, исходя из условия, чтобы она не превышала расчетного давления на грунт R PII  R; PmaxII  1.2R ; PminII 0; PII – среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям, кН; PmaxII и PminII – максимальное иминимальное краевое давление под подошвой фундамента, кН PII=(N0II+NфII+NгрII )/в*L = NII/ в*L ; NфII- расчетный вес фундамента; NгрII - расчетный вес грунта на уступах фундамента, кН; NфII= 23*(4*4*0,4+0,9*0,9*0,5)=156,5кН; NгрII = (4*4*0,9- (4*4*0,4+0,9*0,9*0,5))*1*18,7=142,1кН; PII=(2155,26+156,5+142,1)/4*4=153,4кН/м2 Найдем максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента при внецентренном : PmaxII= NII/Аф(16е/в) PmaxII=(2453,8/16,2)*(1+(6*0,93/4))=362, 8кН; PminII=(2453,8/16,2)*(1- (6*0,93/4))=211,3кН; Проверяем выполнение условий PmaxII =362,8кН  1.2R=1,2*258,3=310 кН PminII=211,3 0; PII=211,3  R=258,3 Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно. Определение осадки и просадки.

Сечение 1-1 Размеры подошвы фундамента вхL= 4*4м. Глубина заложения подошвы фундамента 3.35м. Среднее давление под подошвой фундамента Рср=211.3кН. Удельный вес грунта s = 2,66кН/м³. - находим значения эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2zg: 1) на поверхности земли : zg=0; 0,2zg; 2) на контакте 0 и 1 слоя: zg0=0,017х1.85= 0,0314; 0,2zg= 0,00629; 3): на подошве фундамента zg0=0,0314+0,0187х1.5= 0,0595; 0,2zg= 0,0119; 4) на контакте 1 и 2 слоя: zg1= 0,0595+ 0,0118х 3= 0,1156; 0,2zg1= 0,0231; 5) на контакте 2 слоя, уровня грунтовых вод и 3 слоя: zg1=0,1156+0,02х 4,2= 0,1996; 0,2zg1= 0,03992; 6) на контакте 3 и 4 слоя: zg3=0,1996+0,0195х 5,7= 0,311; 0,2zg3= 0,0621; 7) на подошве 5 слоя: zg5=0,331+0,02х3, 8= 0,387; 0,2zg5= 0,0774; - Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок : Ро=Рср- zg0 =0,2113-0,0595 = 0,1518 МПа Соотношение  = вхL= 4*4=1 Задаемся соотношением  = 0,4 тогда высота элементарного слоя грунта Z1=*в/2 = 0,4*4/2 =0,8м; Условие Z1=0,8м 0,4в = 0,4*4 = 1,6м удовлетворяется с большим запасом.

Табл. 5 Наименование слоя грунта Глубина от поверхности, м Мощность слоя, м Е,МПа Z, м =2Z/в  zp=хР0,МПа 1) Чернозем 1,85 1,85 4 - - - - 2)суглинок желтый тугопластичный, непросадочный 3,35 1,5 11 - - - - 6,35 3,0 11 0,00 0,80 1,60 2,40 0,00 0,40 0,80 1,20 1,000 0,96 0,80 0,606 0,1518 0,1457 0,1214 0,092 3)глина бурая тугопластичная, непросадочная 10,55 4,2 16 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 1,60 2,00 2,40 2,80 3,20 3,60 0,449 0,336 0,257 0,201 0,160 0,130 0,0682 0,051 0,039 0,0305 0,0243 0,020 4)супесь средней плотности, непросадочная 16,25 5,7 3 8,00 8,80 9,60 10,40 11,20 12,0 12,80 4,00 4,40 4,80 5,20 5,60 6,00 6,40 0,108 0,091 0,070 0,066 0,058 0,051 0,040 0,0164 0,0138 0,0117 0,010 0,0088 0,0077 0,0061 5)песок средний, средней плотности. 20,02 3,8 33 13,60 14,40 15,20 16,00 16,80 6,80 7,20 7,60 8,00 8,40 0,030 0,026 0,022 0,019 0,015 0,0049 0,0039 0,0033 0,0029 0,0023 Вычислим осадку фундамента с помощью послойного суммирования, пренебрегая различием модуля деформаций грунтов на границах слоев, приняв во внимание, что данное предположение незначительно скажется на окончательном результате: S=  (g+& amp;#61540;р(i+1)) х hi, где 2 Еi - коофициент, зависящий от коофициента ; (g+& amp;#61530;р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое; hi - высота i-ом слоя грунта; Еi – модуль деформации i-го слоя грунта; S= (0,8*0,8/11) * ((0,1518+0,1457+0,1457+0,1214+0,1214+0,0 92+0,092+0,0682)/2) + (0,8*0,8/16)*((0,0682+0,051+0,051+0,039+ 0,039+0,0305+0,0305+0,0243+0,0243+0,02+ 0,02+0,0164+0,0164+0,0138)/2)+(0,8*0,8/3 )*((0,0138+0,0117+0,0117+0,01+0,01+0,008 8+ 0,0088+0,0077+0,0077+0,0061+0,0061+0,004 9)/2)+(0,8*0,8/33)*((0,0049+0,0039+0,003 9+ 0,0033+0,0033+0,0029+0,0029+0,0023)/2)= 0,048м=4,8см По табл.4,3 для производственного здания с полным ж/б каркасом Su=8см, S=4,8см  Su= 8см, условие удовлетворяется, следовательно, полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой.